1秒變身「鋼鐵俠」!中科大先研院團隊開發新一代外骨骼機器人

2020-12-10 中安在線網站

  中安在線、中安新聞客戶端訊 電影《流浪地球》非常火爆,主角們炫酷的裝甲設備吸引了很多觀眾的注意。這些裝甲能夠承擔人體所不能承擔的重量,成為主角們大戰災難的好助手。科幻電影《極樂世界》中的主角通過人與機器「合體」技術實現了超越人體極限的目的。

  那麼,現實中類似的技術到底發展得如何了?

  記者從中國科學技術大學先進技術研究院採訪獲悉,其實科幻片中出現的穿在人身上的設備,在科研領域叫做「外骨骼機器人」。過去很長一段時間,外骨骼在軍事、民用以及醫療等領域前景廣闊。在軍事領域主要用於突破人體力量、速度等方面的身體極限;在工業領域方面,可以增強工人的工作能力;最成熟的應用領域是在醫療康復,主要用於輔助殘疾人、老年人以及上肢、下肢無力患者、癱瘓病人等的康復治療。

  從科幻走向現實,往往會夾雜著許多荊棘。但是,想要一秒變身「鋼鐵俠」,已經並不遙遠。近期,中科大先研院李智軍教授團隊開發多地形環境下無拐支撐的新一代步行外骨骼機器人,推進了我國外骨骼機器人在康復醫療行業的快速發展。

  據介紹,該款機器人基於仿生學和人體工程學自主研發的一款智能可穿戴式下肢外骨骼機器人,重約40kg,能夠根據不同穿戴者的身高進行調節,與穿戴者進行很好的貼合。它是目前國內自由度數最多的外骨骼機器人,下肢自由度多達10個,其中8個主動自由度,包括膝關節的收縮和伸展,髖關節的收縮和伸展、內收和外展以及外旋和內旋,2個被動自由度分布在踝關節。

  此外,該款外骨骼機器人也集成了多種傳感器,如足底力傳感器、姿態傳感器以及絕對值編碼器等,通過多傳感器信息融合,使得該款外骨骼機器人在運行過程中更加穩定和安全。

  與當前國內外研製的各類外骨骼機器人相比,新一代步行外骨骼機器人不僅可以模擬人體走路模式,還能實現無拐杖輔助下平地行走、跨越障礙、轉彎以及上下樓梯等場景,幫助穿戴者釋放上肢負擔,擴大運動範圍、增加平衡性和安全性。

  「不僅能夠提高人們的工作和生活質量,減輕了護理人員的工作量,還能在一定程度上緩解我國護理人員緊缺的狀況。」李智軍教授團隊表示,由於醫療康復機器人直接服務於人民日常生活,它的應用將產生重大的社會影響和社會效益,具有廣闊的產業化前景。

  據介紹,我國是人口老齡化程度較高的國家,並且正處在快速發展階段,60歲以上老年人口達2.49億人,佔比17.9%。人口的老齡化問題將很快成為中國面臨的前所未有的新挑戰。

  另據《2018中國衛生健康統計提要》,全國每年死於腦卒中的患者高達196萬人,2017年我國城市居民腦卒中病死亡率為126.48/10萬,農村居民為157.00/10萬,倖存者中70%留有不同程度的永久性殘疾。有了這款穿戴式外骨骼機器人,將有效幫助老年人、腦卒中後遺症、殘疾人等肢體活動受限的人群恢復正常的肢體運動。

  多年來,中科大先研院先進機器人應用工程技術中心(Advanced Robotics Center,ARC)面向國家戰略和地方產業需求,結合機器人前沿研究成果,匯集多學科高端人才,與企業、科研院所搭建創新成果轉化平臺,催生能夠形成新產業的前沿技術,提升我國機器人產業源頭創新能力。

  基於技術的痛點和難點,他們全方位改進了外骨骼機械設計、控制算法和擬人化的步態,攻克關鍵技術,完成了新一代下肢康復外骨骼機器人自主研發。在不遠的將來,隨著國內高校、科研院所、優秀企業等的不斷研究,還會有更高級智能人機互動、更加靈活舒適運動功能的外骨骼機器人產品投入市場,造福群眾生活。(記者 顧繼月)

相關焦點

  • 中科大研發新一代步行外骨骼機器人 可適應多種地形
    人民網5月31日電(韓震震 張俊)科幻電影中,「外骨骼」的設定一經推出,就持續引發人類想像,其中最為常見的,就是普通人穿上後,立馬變身超級戰士。隨著科技的進步,「外骨骼」的幻想已逐步成為現實,雖沒有電影中強大,但也開始為人類解決各種現實難題。
  • 1+4+X 中科大先研院的故事
    走過七年歲月的中科大先研院,按照習近平總書記的指示精神,潛龍在淵,蓄勢待發,成為合肥乃至安徽新一輪轉型發展的引爆點。一個新型研發機構大湖名城,創新高地。翻開地圖,搜索中科大先研院,導航會幫你指向合肥市高新區望江西路與創新大道交口的一處造型為X的12層大樓。1637年,著名的數學家笛卡爾曾經引入字母X,代表未知數。
  • 我國新一代步行外骨骼機器人問世
    現實中,一秒變身「鋼鐵俠」何時能實現?記者從中國科學技術大學先進技術研究院獲悉,該院先進機器人應用工程技術中心,突破了人機混合智能的生機電系統協調一體化關鍵技術,建立穿戴外骨骼機器人主動認知智能,形成人機協同混合增強智能,實現了對可外骨骼機器人的直覺控制,秒變「鋼鐵俠」的夢想走進現實。
  • 中科大先研院孵化42家國家級高新技術企業
    安徽網 大皖客戶端訊 4月22日,「習習春風潤江淮——習近平總書記視察安徽四周年特別報導」採訪團隊來到合肥市,深入中國科大、合肥高新區、中科大先研院等地採訪,了解安徽創新的發展成果。在2016年習近平總書記視察安徽創新成果所在的中國科學技術大學先進技術研究院,記者了解到,在安徽省、中科院、合肥市、中國科大四方共同努力下,先研院已累計建設「中科大先研院-中安網脈網絡空間態勢感知聯合實驗室」等聯合實驗室54家。
  • 外骨骼機器人在物流和製造業的倉儲搬運環節的展望
    2016年,哈佛大學懷斯研究所發布了與ReWalk公司合作研發的新一代外骨骼機器人,其採用可穿戴傳感器的拉伸檢測運動,之後通過拉索驅動踝關節的動作,從而實現動作驅動。2017年,上海航天控制技術研究所憑藉現有伺服驅動、能量智能管理、姿態控制等技術優勢,研製了負重型外骨骼機器人。
  • 院士當主播—《中科大講堂》科普直播學芽開講
    4月4日,中科華數信研院與普華行知旗下在線教育平臺「學芽」就《中科大講堂》項目達成戰略合作,國內首個以國內外院士為核心主播團隊,以科普為主要內容的直播課程項目即將上線。《中科大講堂》立足科普,以高精尖科技和新一代信息技術為主要內容,使科學不再高冷,讓科普更加易懂。
  • 打造鋼鐵俠僅需要五萬美元!美軍機器人外骨骼讓單兵體力以一當十
    守護者XO型機器人外骨骼讓人想起美國科幻大片 近日,據美國的著名防務媒體軍事網站報導,美國海軍陸戰隊已開始推進測試一種機器人外骨骼的單兵穿戴裝具發展計劃
  • 變身真正土豪!《戰神》團隊開發《鋼鐵俠》遊戲
    變身真正土豪!《戰神》團隊開發《鋼鐵俠》遊戲 時間:2018-03-02 08:35:55 來源:3DM新聞組-Sophie周 作者:Sophie周
  • 讓普通人化身「鋼鐵俠」!外骨骼機器人能否撬動千億級工業場景?
    讓普通人化身「鋼鐵俠」!外骨骼機器人能否撬動千億級工業場景?而讓外賣騎士擁有「超能力」的,正是下肢外骨骼機器人。 外骨骼機器人聽起來很拗口,其實大家應該都並不陌生,看過鋼鐵俠的人都被他的那套無所不能的裝備折服。還有好萊塢科幻大片《明日邊緣》中,湯姆·克魯斯和士兵穿上外骨骼後馬上成為超級戰士,戰鬥力爆棚。 雖然這是科幻片的劇情,但是並不是異想天開。外骨骼機器人其實已經有了不少應用,目前主要在軍事、醫療,以及最近幾年興起的工業領域。
  • 記者手記:從「鋼鐵俠」搬行李到機器人送廁紙
    新華社美國拉斯維加斯1月11日電 記者手記:從「鋼鐵俠」搬行李到機器人送廁紙——近觀CES展會上的新奇潮流新華社記者譚晶晶2020年拉斯維加斯消費電子展(CES)10日落下帷幕從讓人變身「鋼鐵俠」的外骨骼設備,到專門送手紙的廁所機器人,各種有趣展品讓記者大開眼界。變身「鋼鐵俠」在拉斯維加斯會展中心美國達美航空公司的展臺,一套外形酷似「鋼鐵俠」的外骨骼設備吸引參觀者排起長隊,大家都躍躍欲試。
  • 漫威首款鋼鐵俠智慧機器人問世,人人都能秒「變身」超級英雄
    這個人不是別人,正是中國的機器人初創企業--優必選。據報導,這款由全球領先的仿人智慧機器人和人工智慧技術製造商優必選製造,並獲漫威娛樂官方授權的機器人為「鋼鐵俠MK50機器人」,這是第一個受漫威電影宇宙啟發的人形機器人。這款機器人將先進的機器人技術與增強現實技術結合起來,為用戶帶來一種秒變身超級英雄般的體驗。
  • 外骨骼機器人都能做什麼?一探究竟
    外骨骼機器人如鎧甲一般,讓人擁有超級強大的戰鬥力。電影《鋼鐵俠》、《明日邊緣》、《流浪地球》中出現的外骨骼機器人都非常完美的展示了這一點。外骨骼機器人已經不僅僅出現在科幻電影中,生活中各種形態的外骨骼機器人漸入眼帘……
  • 瑞虎7神行版的科技之旅,打卡中科大先研院,看合肥的發展速度
    作為一座正在崛起的新興高科技產業大都市,合肥正在以看得見的速度迅速躋身新一線城市。合肥是一座高科技電子信息和人工智慧技術型產業發展迅速的城市,不僅僅是格力、美菱等大量的電子電器產業在這裡落地,中科大這座全球排名靠前的高等學府也坐落在此,而科大訊飛等多家全球知名的高科技獨角獸企業更是迅速在合肥茁壯成長。
  • 現實版「鋼鐵俠」外骨骼助力機器人研製成功—新聞—科學網
    試驗者演示可穿戴外骨骼助力機器人 近日,東部戰區總醫院、哈爾濱工業大學、南京航空航天大學研究人員經過多年的技術攻關,研製出了一款能夠完成多項複雜動作、負重能力強、續航時間長的可穿戴外骨骼助力機器人 據介紹,這款可穿戴外骨骼助力機器人具有擬人化結構,是基於仿生學、人機工程學、人工智慧等理論和技術,仿照人體關節力輸出驅動與肌肉組織緩衝、儲能等運動功能進行研製的,能夠實現人—外骨骼系統的高度共融與協同運動。同時,它集合了新型材料、柔性驅動、智能控制、多維傳感、以及人工智慧等多領域技術,實現了人類的智力和機器人的「體力」的有機結合。
  • 外骨骼機器人的潛力如何
    提到《鋼鐵俠》很多人都不陌生,影片中功能強大的智能外骨骼堪稱酷炫,也被粉絲們津津樂道。近日有消息稱,美國知名機器人研發企業Sarcos Robotics本月內會將新研發的新款工業用外骨骼機器人Guardian XO交付給客戶。 這款外骨骼機器人可以廣泛應用於搬運重物,是製造業重要的機械裝備,並且在物流、建築、航空航天、軍事等領域也頗具潛力。
  • 從「鋼鐵俠」搬行李到機器人送廁紙——近觀CES展會上的新奇潮流
    從讓人變身「鋼鐵俠」的外骨骼設備,到專門送手紙的廁所機器人,各種有趣展品讓記者大開眼界。變身「鋼鐵俠」在拉斯維加斯會展中心美國達美航空公司的展臺,一套外形酷似「鋼鐵俠」的外骨骼設備吸引參觀者排起長隊,大家都躍躍欲試。
  • 現實版「鋼鐵俠」,美國開始著手為特種兵設計「外骨骼」
    喜歡漫威的小夥伴們一定都很熟悉鋼鐵俠,每每看到他都會折服於他沉穩冷靜的帥氣之下,而且每次鋼鐵俠戰鬥的時候都會穿上一身先進機甲,流線型設計和強大的戰鬥力令無數漫威迷們跪舔,即便不是漫威迷,也有不少人被鋼鐵俠的外裝機甲所折服。作為一名科幻英雄,他的誕生影響了很多人,也為斯坦李賺取了無數票房。
  • 成為鋼鐵俠不是夢?「牛迪科技」研發的機械外骨骼讓你輕鬆搬起上百...
    什麼是機械外骨骼?可能很多人都難以回答這個問題。但如果看過漫威電影,大家對鋼鐵俠一定熟悉。託尼·史塔克穿上他的鋼鐵盔甲後,戰鬥力會瞬間爆棚,不僅舉起巨石毫不費力,甚至還可與強敵搏鬥,而這個鋼鐵盔甲,便就是機械外骨骼。 說的直白一點,機械外骨骼是一種由鋼鐵框架構成的機械式裝置。
  • 上海:衝浪AI|穿上外骨骼機械衣變身「鋼鐵俠」吧!你的康復是它最大...
    特別是本月初,繼剛剛完成千萬元 B+輪融資之後,上海傅利葉智能科技有限公司又收購了瑞和康醫療,上下肢智慧機器人、單關節機器人等鋼鐵俠式的智能康復系列產品,將通過「智能康復港」、三級康復網絡等迅速在全國落地,用人工智慧賦能更多患者的健康生活。