中国网:广交会上,一位坐轮椅多年的阿根廷女士,穿上中国企业研发的外骨骼设备,竟能缓缓站起,独立行走——这样的场景,不再只是科幻电影的桥段。刚刚过去的第36个全国助残日,让目光聚焦到了残障群体和智能康复辅助器具的落地与应用。在智能技术的深度参与下,康复辅助器具产业正在发生质变。能自主避障的智能轮椅、“意念”操控的仿生手……“中国智造”正在赋予残障群体新的生命可能性。从实验室里的高精尖成果,到全面走进残障人士的日常生活,这条路还有多远?我们还要在哪些方面重点发力?本期节目,我们特别邀请中国自动化学会副理事长、中国科学院自动化研究所研究员侯增广,共同探讨这一话题。以下为访谈实录:

中国自动化学会副理事长、中国科学院自动化研究所研究员侯增广接受中国网《中国访谈》专访。(刘桢珂 摄)
中国网:侯老师,您好!欢迎您做客中国网《中国访谈》节目。
侯增广:您好,各位观众好!
中国网:刚才我们在开场视频里看到的那位坐轮椅的阿根廷女士穿戴上了外骨骼设备之后站起来的画面,感觉以前是在科幻片里才有,但现在变成了眼前的现实,也是非常让人振奋。我们想请您先介绍一下,我国的智能技术给康复辅助器具带来了哪些变化?
侯增广:这是一个非常好的问题。原来在上个世纪60-70年代、80-90年代当中出现的外骨骼设备,确实是科幻,但现在我们将其变成了现实,真正应用于康复辅具,这是一个非常快速的发展,且离不开智能技术的推动。
我们可以看到,国家在智能技术、康复辅具方面出现了几个显著的变化。我们原来传统的康复辅具是无动力的,是简单的器具,但是现在结合了肌电、新材料以及人工智能技术。所以,现在的康复辅具从原来简单的“被动型”发展到“主动型”,包括机器人康复,之前是被动地康复,现在可以实现主动地康复。原来患者在这里做康复训练过程当中,他仅仅是靠着机器来简单运动,患者的运动意图无法参与进来,患者自己的一些想法或者他自己的意愿结合不到康复训练过程当中来,现在我们可以做到这一点,按照患者的康复训练意图来实现康复训练的过程。所以,这是非常大的一个进步。
另外,原来的康复辅具设备的能力比较单一,主要体现在例如“交互”方面,我们原来是简单的“开关型”的,现在却有多个渠道可以交互,比如基于现在最热门的脑机接口、肌电接口、语音控制、微表情、眼动等新的智能化控制模式都融合进来了。所以,目前康复辅具各方面的能力都得到了显著提升,最终目标是提升它的康复训练效果,包括它的助行、助力能力等等。
中国网:那您感受到我国的康复辅助器具智能化程度在国际上处于什么样的水平呢?
侯增广:确实我们国家的康复辅具研发,特别是基于智能的康复辅具研发起步比较晚,但是发展比较迅速,可以看到它从无到有,再从弱到强这个过程。原来我们在智能康复辅具这个领域的国际影响力比较小,但是现在我们在国际上的影响力非常大,在某些方面已经实现了并跑,甚至领跑。比如刚才您提到的短片当中的外骨骼机器人,我们国家在外骨骼机器人方面做得也非常好,正在逐步进入家庭、医院,帮助我们失能老人、失能患者恢复能力。
中国网:国家也在大力支持这个产业的发展,我们也听说形成了一些产业集聚区,那么从目前的发展来看,这些融入了智能技术的康复辅助器具产业它的发展情况如何呢?
侯增广:我们国家这些年来不仅在科研上取得了发展,在产业方面也得到了显著进步。另外,区域性的集聚也是非常明显的,可以看到在京津冀、长三角、珠三角、大湾区以及我们西北、西南、中部地区都有一些康复辅具产业的发展,而且这些产业的发展非常迅速。近年来的一个特点是,一些新兴的科创公司,特别是青年人参与进来的一些科创公司,对产业的推动非常显著,这些地区出现了一批非常先进的新兴技术产业。这些年来,国家非常重视,因为这涉及民生,也属于我们国家战略性新兴产业领域,我觉得这不光是解决失能老人、残障人士及患者的急难愁盼问题,而且确实能推动经济发展。
中国网:看来产业的发展是欣欣向荣的。我们再来关注一下技术的落地,目前有哪些智能技术应用在了康复辅助器具上,随之而来又会生产出哪些智能的康复辅助器具的产品呢?
侯增广:我们目前的智能技术,例如现在大家都熟知的脑机接口技术,我们的深度学习算法、机器视觉算法、人工智能的强化学习算法等等,都在我们的智能康复辅具上有一些应用。例如下肢康复外骨骼,我们要让外骨骼能够帮助失能人群行走,就要识别他们的步态和运动意图,那么就需要脑机接口以及智能交互方面的技术。
现在还有上肢康复机器人、手功能康复机器人、假肢手等。我们要让失能人群能够完成弹钢琴、饮食、握杯子、拿筷子,实现生活自理能力,也需要我们的智能技术。另外,导盲眼镜需要识别周围的环境;智能轮椅需要针对不同的路面,不同的室外环境、室内环境,识别是不是有障碍物,是不是有红绿灯等,实现安全的助力和助行;而助听设备则需要进行自然语言的理解和交互。所有这些技术都会助力我们未来的智能康复辅助设备实现能力的提升。
中国网:这些技术也提高了大家生活的质量和幸福感。
侯增广:对,质量、幸福感、自尊心等等,整个社会就会变得非常和谐。

专访现场。(刘桢珂 摄)
中国网:那您在研发技术的过程中,以及包括了解整个产业发展的过程中,接触过哪些让您印象深刻的使用者反馈的案例?
侯增广:在我们研发过程当中,确实有很多场景让大家非常感动,比如脊髓损伤患者,他没办法站立了,只能躺在床上或者是被人扶着,他的腿是不能动的,但是借助于智能康复辅具,比如外骨骼设备,能实现再次“行走”,实现一个根本性的变化。另外,我们助盲的一些设备,让失明的人能够走出家庭,安全地实现一些户外的活动。
我们在做康复机器人的过程当中,确实也得到了很多患者的一些建议和意见。他们对未来的技术是非常期待的,希望我们的技术能够更加实用,真正地解决这些患者的实际问题。这让我们非常高兴,技术能得以应用让我们科研人员也十分欣慰。
中国网:我们关注到,您团队的一项成果也是备受关注,就是“脑控自主行走训练系统”,使用者戴着脑电帽,靠想象着“我要走路”就能驱动设备的行动,这听起来非常科幻。那从大脑中想象的一个动作到机器人的精准执行,您的团队是如何攻克这项技术难关的?
侯增广:我们攻克了很多具有挑战性的问题。首先,我们要获取患者的运动意图:患者想怎么运动,是想往前走,还是爬楼梯。所以我们设计了不同的运动场景,要按照患者的运动意图来实现机器人辅助的运动控制。所以,如何精准地获取患者的运动意图,这就需要采集他的脑电信号。但脑电信号本身“信噪比”比较低,那么如何精准地获得运动意图是其中的挑战之一。另外,在我们帮助残疾人来实现运动的过程中,容易造成他的二次伤害,比如他上下肢的运动,我们要思考如何让它柔顺地辅助患者实现他需要的运动,而不造成对他的伤害。所以,我们得保证它的“安全柔顺”,这又是一项技术挑战。还有,如何实现良好的康复训练效果也是一大挑战。针对康复训练效果,每一个患者有不同的情况,那么我们需要结合不同的患者情况制定一个有效的训练方案。所以,我们在不断地完善和推进。
中国网:那我们需要经过大量训练,获取信息,最后才能得到一个比较精准的技术效果吗?
侯增广:对的,我们现在的智能技术都需要大量数据,这些数据来自不同的场景、用户,不同的使用者有不同的信号特征和运动模式,比方说他的步态、行为方式、习惯等。所以,我们需要融合这些不同使用者的个性化的特征,这就是我们人工智能、智能技术需要解决的。
中国网:技术研发的最终目的是让大家能够用得上、用得起,但是现在大家普遍感觉,很多进口的智能辅具设备价格还是比较昂贵,让很多家庭望而却步。那我们特别想知道,我们国产产品的优势有哪些?
侯增广:我们国家现在智能辅具产品的特色不仅是集成能力好、创新性强,最关键的是国家现在对一些核心元器件、智能算法都进行了自主开发和适配。所以,我们的产品成本可以得到显著的降低,能力和效果都得到显著的提升。
中国网:未来要是能够真正实现让老百姓用得上、用得起这样的目标,您认为还有多长的路要走,我们还需要在哪些方面进行重点发力?
侯增广:我们要让老百姓用得上这些智能辅具,还有很多的工作要做。首先,我觉得是技术攻关,让我们的智能技术更加亲民,解决一些技术方面的挑战,比如现在的康复辅具,包括助行设备、假肢、矫形器等等已经得到了较广泛的应用。但是有一些更高端的设备,比如基于脑机接口的这些设备,还需要我们持续攻关,解决这些设备的适用性问题、可靠性问题。
第二,我们还需要政府的扶持和政策支持,比如医保及辅具补贴如何涵盖更多的康复辅具,让更多百姓可以使用上这些设备。
第三,是我们的商业模式,比如“以租代买”,从租赁、购买,再到一些维护、服务等方面都需要帮助和扶持。
第四,我们需要完整的生态,比如从产业角度讲,我们生态的上下游:从元器件到设备的集成,再到销售等。另外,关于产品的维护,我们还需要有区域的维护中心等;关于设备的使用,我们需要建设从家庭到社区的服务中心。
中国网:智能技术确实给我们带来了无限的可能,期待这些智能设备能够早日进入千家万户,给我们的生活带来更多的希望和便利。感谢侯老师给我们带来的精彩分享。
侯增广:谢谢主持人,谢谢大家!
