讓「漸凍人」真正「動」起來

2020-12-03 中國經濟網

■記者 姜泓

只要轉動眼珠，就可以操控輪椅自由行駛……西安電子科技大學智能感知與圖像理解教育部重點實驗室的研究生團隊,在該校焦李成教授、孫其功博士指導下,歷時 兩年,研製完成了集輪椅控制、智能家居、娛樂功能於一體的智能家居輪椅。日前，他們將這部輪椅無償捐贈給第一個登上華山的「漸凍人」張為；至此，這一傾注兩屆研究生心力的成果正式投入使用。

兩屆研究生傾力打造

「漸凍人症」是一組運動神經元疾病的俗稱。因為患者大腦、腦幹和脊髓中運動神經細胞受到侵襲，患者肌肉逐漸萎縮和無力以至癱瘓，身體如同被逐漸凍住一樣，故俗稱「漸凍人」。由於感覺神經並未受到侵犯，因此這種病並不影響患者的智力、記憶及感覺。人們熟知的一代理論物理學大師、科學巨匠霍金，就是位「漸凍人」。

「這款基於眼球控制的智能居家輪椅，創意靈感來源於『漸凍人』的需求。」團隊成員孫龍告訴記者，智能生活場景已經走進千家萬戶，讓「漸凍人」出行自理、生活便捷，讓他們享受智能家居帶來的樂趣，這是智能輪椅設計的出發點。「恰好當時有企業聯繫學校，希望做出一款能夠讓『漸凍人』生活自理的出行工具，指導教師焦李成教授和團隊負責人孫其功博士商量之後，一致認為智能輪椅這個創意既契合了人工智慧學院的研究方向，又能讓學生真正將所學到的知識應用於產品實踐，學有所用。」

2017年暑假，在焦李成教授和孫其功博士的指導之下，組成了一個研發的團隊，包括王浩然、白義東、王澤新、高捷、李秀芳5位剛入學的2017級研究生新生。他們經過暑假兩個月的不懈努力，終於做出了一款基於眼球定位技術的智能輪椅，使得「漸凍人」可以有一定的自理能力。團隊憑此項目參加中國機器人及人工智慧大賽，獲得第二名的好成績。

在完成第一代智能輪椅之後，團隊發現輪椅的安全性、便攜性等還存在較大的問題，無法在缺少陪護人的情況下保證「漸凍人」的安全出行。為了保證團隊所做出的成果真正應用於實際生活，2018年暑假，由2018級碩士生白義東、孫龍、楊育婷、周金柳、黃鐘健、邵奕霖、王浩然組成的新團隊，又研發出第二代智能輪椅。

「團隊成員利用課餘時間，每天在輪椅項目上工作接近10個小時，很多時候中午都在實驗室休息。」孫龍回憶當時情景說，團隊成員常常為了解決代碼中的bug，通宵達旦，吃住在實驗室。「正是大家的不斷努力，才能不斷解決遇到的問題，從而使輪椅的功能不斷豐富、用戶體驗不斷完善。」和第一代相比，第二代智能輪椅的眼球定位準確性和行駛安全性大幅提高，能真正走出實驗室、走進實際生活，在生活場景中滿足出行的需求。

第三代智能輪椅更趨完善

為進一步豐富使用者的生活，提高生活質量，2018級碩士團隊在第二代輪椅的基礎之上，結合智能家居技術，推出了第三代智能輪椅——基於眼球控制的智能居家輪椅系統。該智能輪椅大小和普通輪椅相差不多，但卻多了屏幕、運動控制器、傳感器等部件。使用時，系統首先通過對眼球進行識別與追蹤，獲取眼球視線聚焦位置、有效凝視時間等信息，通過計算判斷「漸凍人」當前的意圖，為輪椅執行操作提供相對應的信息。

在使用過程中，「漸凍人」可自主控制輪椅沿所選路徑移動，前行、後退、拐彎，甚至上坡、下坡都非常快捷方便，同時使用者還能自如控制門鎖、燈光、窗簾、電視、空調等智能家居設備。此外，為了豐富「漸凍人」的日常生活，輪椅還加入了音樂部分，讓「漸凍人」可以自己用眼睛選歌、聽歌。而在安全方面，當使用者眼睛出現飄忽情況時，輪椅則可以強制停止，完全保證使用安全。

「第三代智能輪椅參加了2018年中國移動數字家庭創客馬拉松，獲得了全國二等獎，得到了社會的認可和媒體的關注。」孫龍介紹說。

首部智能輪椅無償捐給「漸凍人」

「以前，只在電視上看到科學家霍金的輪椅，沒想到我也能用上這麼高科技的產品。」前不久，29歲的「漸凍人」張為成為首部「基於眼球控制的智能居家輪椅」受贈者。張為16歲時被確診為「漸凍症」，雖然備受病痛折磨，肌肉也在極度萎縮，但張為卻從未放棄；去年7月，張為在生日那天頑強登上華山北峰。

「2018年11月，我們的這款智能輪椅就研製成功了。當時，老師和師兄們看到張為的報導，就聯繫到他，並根據他的病情和個人特點，進行了個性化改進。」孫龍告訴記者,為了幫助這位堅強的小夥子與病魔繼續鬥爭，團隊專門對智能輪椅進行了個性化調整和定製。張為愛聽評書、生活中說話聲音小，於是輪椅就增加了頭枕式音箱和麥克風擴音器。張為經常去各地演講，為了方便攜帶，輪椅部件都可以拆卸，輪椅本身可以摺疊，並更換了更輕便、更大容量的電池。除此之外，在輪椅硬體結構方面，團隊也根據張為的身體情況進行了調整，充分提高輪椅的實用性和安全性。

「目前，團隊正在開發紅外避障、雷射繪圖等更加實用的功能，完成輪椅的半自動駕駛，以期讓『漸凍人』在解放雙手之後繼續解放雙眼。」孫龍說。同時，為了解決「漸凍人」語言表達的問題，團隊希望在未來能夠做出一款用眼球打字並轉換為語音的應用，讓「漸凍人」真正動起來、說出來，真正可以和正常人一樣便捷出行、方便生活。

來源：西安日報

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