新一代步行外骨骼机器人可适应多种地形

科幻电影中，“外骨骼”的设定一经推出，就持续引发人类想象，其中最为常见的，就是普通人穿上后，立马变身超级战士。随着科技的进步，“外骨骼”的幻想已逐步成为现实，虽没有电影中强大，但也开始为人类解决各种现实难题。

  近日，由中国科学技术大学信息学院李智军教授团队研发的一款“科大造”的新一代步行外骨骼机器人，实现诸多技术突破，未来将在康复领域，为老年人、脑卒中后遗症、残疾人等肢体活动受限的人群提供更多康复训练。

  走进位于安徽合肥的中国科学技术大学先进技术研究院，在先进机器人应用工程技术中心内，研究人员正在调试一款模仿人类下肢的外骨骼机器人。

  中心工程师赵款款介绍，李智军教授团队从事外骨骼机器人研究已有十余年，而今年4月推出的新一代步行外骨骼机器人，步行速度达到1.3米/秒，拥有完全仿照人体的10个关节的自由度，实现无拐杖辅助，还可以适应多种地形。

“目前国外同类产品，步行速度最快只有0.8米/秒，关节个数是一般4个。除了这些性能上的突破外，这款机器人更重要的创新，是可以适应多种地形。”对于中科大研发的这款机器人，重庆大学机械传动国家重点实验室主任、博导，国家“杰青”罗均教授评价说，目前国内外同类产品，只有少数能实现无拐杖辅助下的平坦地面行走，限制比较大，而李智军教授团队研发的这款机器人，既不需要拐杖辅助，还可以适应上下楼梯、转弯、跨越障碍等多种地形，是技术上的一大突破。

  此外，这款步行外骨骼机器人的问世，还解决了困扰该行业多年的研发难点――如何实现人机动态平衡。

  据悉，外骨骼机器人的研究涉及多个学科，涉及拟人化机械结构设计、驱动系统选择、能源问题及控制系统原理等关键技术，其一大技术难点，就是通过传感器收集人体意图，进行机械反馈，从而实现人机动态平衡。

  “以前的步行外骨骼机器人，只能设计一个步态，人是被动跟随，这款机器人极大提高了人的主动性。”赵款款介绍，新一代步行外骨骼机器人控制周期为千分之一秒，可实时调整姿态，使机器人更加平稳。同时通过最新的控制算法，根据人体与机器碰撞时产生的力，来判断是让机器跟随人，还是人跟随机器，进而提高人的主动性，达到更好的康复效果。

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