更輕，更智能，上理工學子研發(fā)康復(fù)技術(shù)獲獎——

可穿戴式機器人讓患者重新站起來

■ 上理工學子設(shè)計研發(fā)的輕型仿生下肢外骨骼機器人I-LEG（上圖），人機交互上肢外骨骼機器人（上右圖） 被采訪對象供圖

老年人、殘疾人、傷病人需要康復(fù)器械克服障礙，輔助生活，新型康復(fù)器械與智能科技在應(yīng)對人口老齡化及更好地服務(wù)特殊人群方面起著至關(guān)重要的作用。在上海理工大學，有一批年輕學子致力于研發(fā)智能、高性能和個性化的康復(fù)設(shè)備，希望以先進的康復(fù)工程技術(shù)為老人及功能障礙患者提供能夠在家庭使用的輕便產(chǎn)品。

日前，“當代醫(yī)療”杯康復(fù)工程與輔助技術(shù)全球大學生挑戰(zhàn)賽在滬舉行，上理工學子設(shè)計研發(fā)的輕型仿生下肢外骨骼機器人I-LEG獲得銅獎，這一作品有望幫助胸4椎以下完全脊髓損傷的患者重新站起來。

輕量化設(shè)計幫助患者行走

這款下肢外骨骼機器人其實是一款“可穿戴機器人”，包括電腦、電池等組成的“軀干”和電機、金屬組成的“雙腿”，看上去像一副輕巧的支架。使用者將主機背在背部，通過綁帶將雙腿和外骨骼對應(yīng)固定，穿戴完畢就能夠依靠它實現(xiàn)行走、站立等動作,甚至可以依靠它在斜坡道路上行走。穿戴者可通過拐杖上方設(shè)置的操控按鈕控制外骨骼進行行走、站立和坐下的指令。研究生王峰是I-LEG團隊成員，他介紹，與同類產(chǎn)品不同，他們的作品只采用髖關(guān)節(jié)雙電機驅(qū)動，并在膝關(guān)節(jié)處采用四桿聯(lián)動機構(gòu)來模擬行走過程中膝關(guān)節(jié)的瞬時轉(zhuǎn)動中心變化。這樣的設(shè)計不僅能在行走過程中保障安全，同時可以獲得更自然的步態(tài)。

“我們在設(shè)計的時候，只采用了兩個電機來控制系統(tǒng)，并且采用較輕的鋁合金材料制作外骨骼，使得總重量在15kg左右，減輕使用者的負擔。”I-LEG團隊隊長霍金月介紹道。此外，團隊按照中國成年男女身高體重標準設(shè)計了可調(diào)節(jié)的氣彈簧機構(gòu)和桿件，使這款產(chǎn)品適用于身高153-183cm，體重45-75Kg的不同體型的使用者。“為了更加方便使用，接下來我們準備為拐杖安裝壓力傳感器，根據(jù)使用者施加到拐杖上的力來判斷他的運動意圖，然后控制外骨骼做出相應(yīng)動作，使得使用模式更加便捷、更加人性化。”霍金月說。

康復(fù)技術(shù)從實驗室走向家庭

上理工學子李新偉等研發(fā)的人機交互上肢外骨骼機器人在賽場上也頗受關(guān)注。這是一款具有按鍵控制、語音控制、肌電控制、APP控制功能的“機器手”，可以滿足不同程度偏癱患者的需求，提高患者的康復(fù)效果。“病人需要什么，我們設(shè)計什么。”李新偉認為使用者的實際需求和感受是設(shè)計和研發(fā)的初衷，團隊進行了大量調(diào)研，還帶著產(chǎn)品跑醫(yī)院做臨床試用，再不斷根據(jù)病人反饋進行反復(fù)調(diào)試。去年，這一作品已經(jīng)走出實驗室——團隊與丹陽假肢廠進行合作，將設(shè)計變成產(chǎn)品。

康復(fù)器械發(fā)展最迅猛，據(jù)統(tǒng)計，我國康復(fù)醫(yī)療市場每年保持30%以上的高速增長，上理工在康復(fù)機器人、康復(fù)電生理康復(fù)診療設(shè)備和遠程康復(fù)系統(tǒng)等方面獲得關(guān)鍵技術(shù)突破，其康復(fù)企業(yè)工程技術(shù)研究中心完成科研成果轉(zhuǎn)化近2000萬。“未來我們將從‘輕量化’‘細節(jié)化’入手，繼續(xù)完善作品，為病人帶來更好的體驗。另外，我們計劃創(chuàng)業(yè)，研發(fā)更多符合患者需求的康復(fù)產(chǎn)品。”李新偉說。

本報記者 易蓉

[責任編輯：楊凡、楊婷婷]

想爆料？請登錄《陽光連線》（ https://minsheng.iqilu.com/）、撥打新聞熱線0531-66661234或96678，或登錄齊魯網(wǎng)官方微博（@齊魯網(wǎng)）提供新聞線索。齊魯網(wǎng)廣告熱線0531-81695052，誠邀合作伙伴。