他们接力给康复机械人“提智”

　　20年前，侯增广投身医工交叉范畴，但愿将从动化手艺取医学相连系，用于治病救人。正在让康复机械人变得愈加智能这条上，他摸索了好久。据领会，侯增广团队正在康复机械人范畴摸索10年后，才颁发了正在该范畴的第一篇国际期刊论文。

　　侯增告白诉记者，临床早有结论，患者自动参取康复锻炼，取被设备带着锻炼是有区此外。已有实践证明，指导患者“自动康复”的锻炼体例，远比被动牵引更无效。

　　“我们日常平凡看到的脑机接口信号，大多是正在静态下获取的，没有其他干扰；但正在康复机械人上，患者是活动的，人正在活动中会发生多种心理信号，例如眨一眨眼睛、扭一扭脖子城市发生较着的肌电信号，会显著干扰脑电信号的识别。”王卫群说，正在这种环境下，要靠得住解码脑电信号常难的。“光是处理这个问题，我们前后就花了一年多。若是没有稳健的支撑，我们生怕没法沉下心往来来往处理这类难题。”！

　　但他果断地认为“这条能走通”。正在他看来，人工智能和机械人是相伴而生、相辅相成的。机械人是验证人工智能最好的平台，同时也是查验人工智能算法、方式的一个无效东西。

　　FMD 通过对LU布局域卵白家族的系统阐发发觉人类新基因LY6A编码小鼠Ly-6ASca-1的同源卵白而且正在垂体瘤中非常表达。

　　“一类是因中风、脊椎毁伤导致神经毁伤后有肢体功能妨碍的患者，一类是因截肢等缘由缺失肢体的患者。我们但愿使用目前先辈的手艺帮帮他们沉建肢体功能、沉拾糊口的决心和欢愉。”团队、从动化所研究员王卫群告诉《中国科学报》，近年来他们正在结合基金项目支撑下，取国内多家科研单元强强结合，实现了这两类设备相关的多项理论和手艺冲破。

　　“目前相关样机曾经正在数十例患者身上试用，获得了医患分歧好评。”王卫群告诉《中国科学报》，有一名卧床半年的女孩正在试用了下肢康复智能机械人后说，她从头找回了本人上下台阶的回忆。“我们但愿样机从尝试室走出去，正在临床上用起来。”？。

　　“最早的康复机械人次要是帮帮患者行走，若是我们把器具看做初始的前端，从趋向上能够预见机械人将能很是无效地取代身类进行康复医治工做。一方面是恢新生动能力，另一方面是帮帮糊口不克不及自理的人或糊口能力下降的人恢复并连结他们本来的糊口能力，以至提高他们的糊口能力。”正在一次演讲分享中，侯增广如是说。

　　工致假肢手由这一范畴有显著劣势的3个研究团队通力合做研制完成。华中科技大学传授熊蔡华团队基于机构仿生学，做出具有16个“关节”、5个驱动器的假肢手从体，它的五指既能活动也可协调活动，可模仿人类的日常运能；中国科学院深圳先辈手艺研究院研究员李光林团队从攻“肌肉电信号采集”，他们从蜘蛛丝中罗致灵感，研制了超薄、超贴肤的柔性可拉伸电极和微针电极阵列，能靠得住采集肌电信号；李光林团队还联手时任中国科学手艺大学传授的李智军团队，为假肢手开辟“神经接口芯片”，给假肢手拆上“大脑”，使其能“读懂患者设法”，精准响应患者的活动指令。

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　　若是你有幸接触并领会国度天然科学基金结合基金项目“面向肢体功能沉建的智能康复机械人根本理论取环节手艺”（以下简称结合基金项目），你可能会被这两件样机产物所吸引。

　　为控制“自动”，侯增广团队正在结合基金项目支撑下，结合国内5家劣势单元通力协做，冲破前沿智能化手艺，并“集成”到康复机械人身上。

　　侯增广团队：这是一个能够调集国内劣势团队一路开展系统性、有严沉挑和性科研工做的基金项目，对于处理一类或一系列科学难题很是有帮帮。我们的项目划分了几个课题，每个课题都对应着一个或几个大问题。对我们而言，拿到这项赞帮，意味着无机会鞭策康复机械人范畴进一步成长。

　　一件是一只不脚1千克、“长”着五根工致手指的假肢手。它能通过采集阐发佩带者的肌电信号，实现佩带者对假肢手的自从节制，好比做出握拳、放松、抓取小球等动做，还能比出“OK”（好的）手势。

　　侯增广团队：相对而言，结合基金项目正在办理上不外度干涉团队的研究过程，只需是有益于实现最终研究方针的调整都是被答应的，大师正在各自课题下能更好地去挖掘潜力、处理难题。

　　《中国科学报》：你们认为结合基金项目有别于其他基金项目标特点是什么？拿到这项基金意味着什么？

　　“正在这套系统中，我们引入了脑机接术，提出了基于功能电刺激和虚拟现实反馈的活动想象脑机接口新范式。”他告诉记者，这款机械人集成了人机交互显示屏，能及时播放患者活动的虚拟现实场景；患者需要按照虚拟场景的变化进行自动决策，如看到平地或台阶，决定本人要一般迈步仍是要上下台阶。明显，脑电信号的处置正在此过程中饰演的脚色至关主要。为此，团队特地提出了面向脑电信号高效解码的一系列算法，以实现对截瘫患者下肢活动企图的正在线精确解码。脑电等）和机械活动信号、信号，我们成立了度消息融合模子，实现人体活动企图的快速精准识别。团队同时研发了自顺应节制算法取人机协同节制策略，避免机械人“过度辅帮”，指导构成“患者从导”的锻炼模式，从而显著提拔人机交互的和婉性取平安性。

　　另一件是一套“基于下肢活动想象和机械人辅帮的脑控自从行走锻炼系统”。患者戴上脑电帽，靠本人的想象行走、上楼梯、下楼梯等动做，就能驱动这套系统自从地完成行走、上下阶梯。

　　“晚期的康复机械人并不克不及说是智能的。我们的项目名称加上‘智能’两字的最主要缘由是要让患者自动参取到康复锻炼或日常勾当中来，这需要冲破很多智能化手艺。”王卫群注释说，“自动参取的意义是，患者有设法的时候，我们得把他的设法识别出来；患者有非常形态，要能及时，机械人的形态也要随之调整。”。

　　侯增广团队：我们认为良多科研摸索都是无法提前切确规划的，若是查核目标定得太精细，反而可能妨碍立异。

　　早正在20世纪80至90年代，国度已起头摸索康复机械人的雏形。正在那之后的一二十年里，康复机械人次要靠机械臂等辅帮手段，通过简单的机械布局帮帮患者完成肢体被动锻炼。受限于其时的传感器手艺取节制算法，设备仅能实现单一轨迹的反复活动，取“智能化”相去甚远。

　　2011年，王卫群自动竣事了本人5年“电控工程师”的生活生计，来到从动化所师从侯增广攻读博士学位。他说，本人其时是被康复机械人的研究意义和手艺挑和所吸引。

　　《中国科学报》：对于将来进一步优化结合基金机制、推进更多“从0到1”的冲破，你们有哪些？

　　“结合基金项目标支撑让大师可以或许专注于研发。”王卫群说，假肢手以及智能康复机械人的设想及制备，属于复杂系统的开辟，涉及的学科、团队、手艺线繁多，“需要倾泻良多精神”，出格“需要沉下心来”去做研发工做；而结合基金项目办理不外多干涉研究过程，正在手艺线摸索上付与必然度和包涵性，这使得各合做团队都可以或许“有自驱力去专注干事”。

　　此外，结合基金项目合做单元国度康复辅具研究核心、华中科技大学从属同济病院担任为假肢手、下肢康复智能机械人系统的功能和机能进行检测和临床验证。

　　《中国科学报》：正在结合基金项目施行过程中，国度天然科学基金为这种跨区域、跨范畴、跨部分的协同立异供给了哪些轨制保障或激励机制？

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　　做为项目担任人，侯增广认为结合基金项目标支撑恰逢当时，对鞭策我国康复机械人范畴成长具有主要意义。“康复机械人正在中国有很大的市场和贸易契机。但我国起步较晚，还缺乏成熟的、市场遍及承认的产物。康复机械人未来的成长趋向有良多从线，而基于人机交互的节制是康复机械人成长的一条主要从线。”。