現(xiàn)實(shí)版“鋼鐵俠”:重新行走并不遙遠(yuǎn)
殘障人士穿戴外骨骼機(jī)器人行走。 帥梅團(tuán)隊(duì)供圖
帥梅不止一次聽到,有人稱呼她為“鋼鐵俠”。
現(xiàn)實(shí)版的“鋼鐵俠”,或許并不像漫畫和電影里那樣擁有驚人的力量,但對于截癱、偏癱、腦癱患者來說,帥梅和她的研究團(tuán)隊(duì),沒準(zhǔn)比超級英雄更“超級英雄”。他們研制的設(shè)備,能在一定程度上幫助那些下肢運(yùn)動功能障礙人士重新站起來。
帥梅是北京航空航天大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程高精尖中心博士生導(dǎo)師、研究員,也是北航外骨骼實(shí)驗(yàn)室的主任。她與團(tuán)隊(duì)一同研發(fā)的我國第一個(gè)外骨骼機(jī)器人,是科技部“十二五”支撐計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、北京市重大科技計(jì)劃的成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目。
作為我國康復(fù)機(jī)器人持續(xù)原創(chuàng)研發(fā)者,這個(gè)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的外骨骼機(jī)器人,被選為2022年北京冬季殘奧會火炬?zhèn)鬟f及火炬匯集代表,在全世界面前展示了中國科技給殘障人士生活帶來的改變。
帥梅對中青報(bào)?中青網(wǎng)記者說,未來的機(jī)械外骨骼,也許還會造福更多的人,發(fā)揮更重要的作用。
“一套機(jī)器人,裝著數(shù)百個(gè)傳感器”
位于北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)經(jīng)海三路139號的陽光大艾肢體殘疾人士康復(fù)中心,看起來并不像研究基地或工廠,而更像是一個(gè)療養(yǎng)院。
3月22日,春分剛過,仍感料峭。幾位不良于行的患者,“嵌”在大大小小款式不同的外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人當(dāng)中,裝有傳感器的機(jī)械腿綁縛使用者的下肢,他們在工作人員的幫助下,一步一步,向前行走。
他們是來這里做康復(fù)訓(xùn)練的,需要在訓(xùn)練場地不間斷地行走,達(dá)到“復(fù)健”目的。
“這一套機(jī)器人,裝著數(shù)百個(gè)傳感器?!睅浢氛f。
她穿行在訓(xùn)練場地,眼前的使用者,有因?yàn)橛?xùn)練意外而失去胸以下部位所有知覺的運(yùn)動員,也有無法控制好下肢、走路步態(tài)“不正規(guī)”的腦癱兒童。
帥梅跟每個(gè)使用者打招呼,詢問他們這一次的康復(fù)體驗(yàn)。這位機(jī)器人領(lǐng)域的工學(xué)教授,眼下看起來,倒更像是一位醫(yī)生。
“我們確實(shí)還需要再學(xué)很多醫(yī)學(xué)的東西,幸好我們很快就了解了相關(guān)領(lǐng)域需要的醫(yī)學(xué)知識,還得到了北京積水潭醫(yī)院、國家康復(fù)輔具研究中心等單位醫(yī)學(xué)專家的幫助指點(diǎn)?!睅浢氛f。
她從2003年開始機(jī)器人領(lǐng)域的相關(guān)研究。
比起“寫論文”,她對親自動手、“做一些對人類有益的產(chǎn)品”更感興趣。她最早研制的,是一個(gè)行走在崎嶇不平路面的仿人機(jī)器人。他們把障礙物撒到地上去,各種大小,不同高低,凹凸不平,機(jī)器人在上面自行判斷復(fù)雜情況完成行走。用帥梅的話說,要是機(jī)器人判斷不了復(fù)雜路面,它的實(shí)用性“基本上就沒有了”。
2006年之后,帥梅先是任職于北京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院,目前是北航生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院的研究員。
“中國是人口大國,老齡化問題比較突出,對于健康的需求越來越大,所以我們想在這方面發(fā)力?!彼蛨F(tuán)隊(duì)開始關(guān)注到了健康領(lǐng)域。
自此,帥梅一頭扎進(jìn)了對外骨骼機(jī)器人的研究當(dāng)中。她的一位研究仿人機(jī)器人的博士研究生總跟她念叨,說“老師,咱們要是早就研究外骨骼機(jī)器人就好了”,帥梅笑著回憶,那位學(xué)生“反復(fù)念叨了幾十遍”。
他們都覺得,外骨骼機(jī)器人是一個(gè)馬上就能為民眾帶來福利的產(chǎn)品,比起之前的崎嶇不平路面機(jī)器人,“對社會的貢獻(xiàn)會更大一點(diǎn)”。
不過帥梅也覺得,早期的研究還是有意義的,畢竟要是沒有前期研究的基礎(chǔ),后續(xù)的研究就等于是從頭開始,會更加艱難。
帥梅說,研發(fā)團(tuán)隊(duì)目前擁有5個(gè)系列9款不同的外骨骼機(jī)器人產(chǎn)品,訓(xùn)練超百萬人次。
“他走的汗都出來了,我也看的汗都出來了”
研究團(tuán)隊(duì)的攻堅(jiān)過程歷時(shí)10余年,至今仍在做進(jìn)一步研發(fā)。實(shí)驗(yàn)室里,時(shí)不時(shí)會有凌晨3點(diǎn)測試的場面。
“搞科研就是這樣,到了關(guān)鍵時(shí)刻,是停不下來的,就必須得往前走。”帥梅開玩笑地提到,積水潭醫(yī)院的一位主任,經(jīng)常被她半夜的電話吵醒。
作為工科人,帥梅見過無數(shù)的同行,他們身上都有個(gè)共同的特點(diǎn),就是“看著傻乎乎的”。
“走到你跟前突然一翻眼睛,看你一眼,然后自己就走過去了,不跟你打招呼,因?yàn)樗揪蜎]看見人,這是工科人在思考問題?!彼χf。
她自己也經(jīng)常處于這個(gè)狀態(tài),在這種狀態(tài)下攻克了無數(shù)個(gè)技術(shù)難關(guān)。每當(dāng)解決掉一個(gè)卡住團(tuán)隊(duì)的技術(shù)問題,他們都“特別有成就感”。
截至目前,團(tuán)隊(duì)拿到了2021年中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新與促進(jìn)獎產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新成果一等獎,在國際上,獲得過英國皇室“龍門創(chuàng)將”全球創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽中國冠軍、全球亞軍。
據(jù)帥梅回憶,北美康復(fù)工程與輔助器具協(xié)會主席有一年來中國參加展會,在他們的展臺上站了一個(gè)多小時(shí)。