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，就持續引發人類想象，其中最為常見的，就是普通人穿上后，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。

近日，由中國科學技術大學信息學院李智軍教授團隊研發的一款“科大造”的新一代步行外骨骼機器人，實現諸多技術突破，未來將在康復領域，為老年人、腦卒中后遺症、殘疾人等肢體活動受限的人群提供更多康復訓練。

走進位於安徽合肥的中國科學技術大學先進技術研究院，在先進機器人應用工程技術中心內，研究人員正在調試一款模仿人類下肢的外骨骼機器人。

中心工程師趙款款介紹，李智軍教授團隊從事外骨骼機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機器人，步行速度達到1.3米/秒，擁有完全仿照人體的10個關節的自由度，實現無拐杖輔助，還可以適應多種地形。

“目前國外同類產品，步行速度最快隻有0.8米/秒，關節個數是一般4個。除了這些性能上的突破外，這款機器人更重要的創新，是可以適應多種地形。”對於中科大研發的這款機器人，重慶大學機械傳動國家重點實驗室主任、博導，國家“杰青”羅均教授評價說。

羅均說，目前國內外同類產品，隻有少數能實現無拐杖輔助下的平坦地面行走，限制比較大，而李智軍教授團隊研發的這款機器人，既不需要拐杖輔助，還可以適應上下樓梯、轉彎、跨越障礙等多種地形，是技術上的一大突破。

此外，這款步行外骨骼機器人的問世，還解決了困擾該行業多年的研發難點——如何實現人機動態平衡。

據悉，外骨骼機器人的研究涉及多個學科，涉及擬人化機械結構設計、驅動系統選擇、能源問題及控制系統原理等關鍵技術，其一大技術難點，就是通過傳感器收集人體意圖，進行機械反饋，從而實現人機動態平衡。

“以前的步行外骨骼機器人，隻能設計一個步態，人是被動跟隨，這款機器人極大提高了人的主動性。”趙款款介紹，新一代步行外骨骼機器人控制周期為千分之一秒，可實時調整姿態，使機器人更加平穩。同時通過最新的控制算法，根據人體與機器碰撞時產生的力，來判斷是讓機器跟隨人，還是人跟隨機器，進而提高人的主動性，達到更好的康復效果。