北航研发“钢铁战衣”助力高位截瘫火炬手传递火炬

3月4日，北京2022年冬残奥会火炬来到冬奥组委驻地，在首钢园区内传递，身患高位截瘫的火炬手杨淑亭身着“钢铁战衣”走完全程。由北京航空航天大学科研团队研发的外骨骼穿戴设备——大艾机器人，助力火炬手实现直立行走、传递火炬。

“大艾的研发源于一个梦想：让重症肢体残疾人能够从轮椅上站起来，走起来。”北航生物医学工程高精尖中心外骨骼实验室主任、北航生物与医学工程学院研究员帅梅说，外骨骼机器人是一套可穿戴的“人工智能型”装置，有保护、感应肢体活动、驱动机械关节重现动作、提供额外动力的作用。“在它的帮助下，截瘫患者可以重新站立、行走。”

基于仿生运动学原理以及残疾人运动学特点，研发团队通过搭载智能传感网络和智能控制系统，依托多关节协调控制中心，让外骨骼机器人模拟出人类慢速、中速、快速行走的几种典型特征，突破外骨骼机器人智能生物感知与仿生步行、人机融合多模式混合控制等关键环节，实现机器人辅助与人体行为的自适应。

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面向不同身形的患者，外骨骼机器人仅在五分钟内就能完成调整和穿戴。“只需推动调节腿杆的长度和腰部的宽度，不管是一米八的壮汉还是身形小巧的姑娘都能快速适配。”帅梅补充，它还有一颗“智慧大脑”——能感知到使用者行走快慢等主观意愿，通过科学地调节行走速度、步态，完成爬楼梯、上下坡、进出电梯等复杂动作。

穿戴外骨骼机器人传递火炬的是来自湖南省邵阳市城步苗族自治县的“90后”女孩杨淑亭。2011年，她因车祸导致胸部以下高位截瘫。面对突如其来的打击，乐观坚强的她选择做电商客服、开网店，重新拥抱生活。2016年，杨淑亭在当地政府的支持下创办公司，目前已带动超千位村民和残疾人稳定增收致富。

经过了5个月的适配训练，杨淑亭与外骨骼机器人完美配合，顺利完成了火炬传递。“能以这样的方式作为残疾人代表参与到冬残奥会中，我感到非常荣幸。”杨淑亭说，希望每一位运动员都能够享受冰雪运动的快乐，取得自己满意的成绩。

帅梅表示，外骨骼机器人仿生技术在火炬接力场景中的应用展示，不仅辅助火炬手实现直立行走传递火炬的梦想，还将有力推动中国仿生机器人领域的科技进步与技术突破，推进医疗、健康、物流等多行业的产业发展与技术变革。