研发外骨骼机器人帮患者独立行走

谢宛霏

2017年10月18日08:40  来源:中国青年报
 

  拿上手杖,肩背“ugo”小背包,腿穿机械“裤”,在机器人发出指令并开始运行后,一位下身瘫痪的患者完成了他生病3年来第一次独立行走。

  看到这一幕的刘文(化名)坐在轮椅上激动地抓住可穿戴机器人发明者王天的手说:“我看到了生活的希望,从没想过还能站起来。”

  程天科技发展有限公司CEO王天经过两年多的研发,设计出了帮助瘫痪患者、脊柱神经受损者独立行走的可穿戴机器人,公司在2016年拿到天使投资,目前已经达到了量产。不仅如此,这款康复机器人针对医院和康复机构的“机构版”已经帮助到很多失能、弱能的人群,为医院提供了一个全新的康复体系。

  我做了很多机器人,为什么不能设计一款帮助母亲重新站起来呢

  王天决定做可穿戴机器人设备,其实是有“私心”的。2013年,他的母亲被查出患有肺癌,脊柱神经不断衰退,行动能力也在逐渐减弱,曾经的健步如飞变成了踉踉跄跄,甚至经常摔跤。

  “十年来我做了很多机器人帮助人类完成了很多难以完成的事情,为什么不能设计出一款帮母亲重新站起来的机器人呢,要是成功了,会帮助像母亲一样瘫痪在床的病人和行走不便的老年人。”当王天把这个想法告诉母亲的时候,母亲非常高兴,紧握着王天的手说,“妈相信你,等儿子帮我再站起来”。

  早在2010年,王天就研究过如何通过外骨骼让高位截瘫患者恢复行走,研读了很多科研资料,只是未用于实践。随着母亲癌细胞转移,身体每况愈下,他将当年不成熟的想法翻出,经过两年多的时间不断地实验研究,机器人终于成型了。

  王天向中国青年报·中青在线记者介绍,这个可穿戴的机器人“ugo”除了能够为使用者提供独立站立、行走和上下楼梯的能力外,也给使用者的心理健康带来很大的好处。不仅如此,可穿戴机器人还可以通过手杖或手环来向机器发出指令,与此同时手环通过监测上肢活动意图可根据使用者自主意图进行智能调整。

  可穿戴机器人之所以能在短时间内拿到投资量产面市,其实跟王天多年研究机器人的经历密不可分。2012年,王天就注册了程天科技发展有限公司,他们将大学时因兴趣研发出的小型球体机器人进一步开发,让它按规定航线行驶,还能拍摄水下图片。如今他博士后毕业,研发的水下机器人也已经更新十代,实现了在宽阔水域或狭小水域作业,并且可以根据客户需求进行私人定制,让机器人适应不同水域,进行各种检测、救援服务。

  在此基础上,王天又研发了涵洞检测机器人,可以潜深100米,自带电源工作4小时。涵洞检测机器人可以进入油汽行业的水封隧洞后进行视频检查,以录像的方式保存,重点检测区域则采用增加拍照的方式,及时发现管卡明显鼓泡、外表腐蚀以供客户分析使用。一次次精准、高效的检测服务,让王天的水下机器人在行业内声名鹊起,订单也越来越多。

  每个零件我都拆卸组装过,可以说那是一辆“made by王天”的山地车

  “我是白羊座O型血,从小就有探索精神,喜欢尝试。”王天说,小时候的物资相对匮乏,最fashion(时尚)的东西就是收音机,都是自己给自己找乐子。最让他津津乐道的趣事,就是夏天和小伙伴们在父母医院的后院用医疗废物研制灭虫“毒药”。

  到了冬天,王天就和父亲一起动手用木板、铁丝制作简易的冰鞋、冰尕、冰爬犁。“那时全家都住在医院的集体宿舍,一双冰鞋要十几块钱,对于我们来说是非常昂贵的。”王天说,很多玩具和家里的桌椅都是出自他和父亲之手,也正是小时候为了“玩”,让王天有了探索精神和动手能力。

  上初中以后,王天拥有了一台属于自己的二手山地自行车,虽说三天两头坏,但他还是“宝贝得不行”。自行车一出问题,他就自己研究修理,从变速器、刹车闸到轴承,几乎每个零件他都拆卸、改装过,可以说那是一台“made by王天”的新型山地车。

  后来家里条件好了,父亲为他买了一台品牌电脑。那个时候王天特别迷《仙剑奇侠传》,为了能在父母允许的闲暇时间快速升级,可谓绞尽了脑汁,最后根据网上的资料研究编写了一个小程序,直接设定等级,走上了“巅峰”。但那个年代的电脑配置较低,迭代速度快,王天就开始自己给电脑“看诊”,进行“超频”优化性能,成了当时的电脑发烧友。

  王天的探索精神、动手能力在高中时得到了展现,每年的校园科技文化节他都会去参加。“脑洞大爆炸”的王天用筷子制作飞机,用废旧的玩具做吊臂遥控车……正因为他小时候超强的动手能力加上天马行空的想法,在高三参加的全国机器人灭火大赛中,获得了三等奖。

  王天得奖之后,越发对发明创造感兴趣,也越来越自信。他最终没有选择报考医学院,跟父母一样成为一名医生,而是报考了工科大学决定学习喜欢的机械设计及自动化专业。高中毕业时,他还跟篮球队的队友研究要开个公司,名字都想好了“One by one”,“只不过那时候没钱,也没有注册公司的资质,只能是个美好的想法”。

  不管成功还是失败都要先尝试,积累经验也是一种收获

  进入大学,王天继续开“脑洞”。大一时,王天为了“对抗”熄灯,发明了一个可以在寝室断电后给手机、MP4持续充电的电池盒子。他先做了一下市场调研,在淘宝上买了类似原理的产品进行深度研究,觉得非常有市场前景,而且市场并没有出现同类产品。

  王天向父亲寻求2万元的资金资助,但并没有获得父亲的投资,“现在想想还是挺遗憾的,这个产品其实就是充电宝的前身,一定能大卖。”王天叹气说。

  后来王天发明过虚拟现实的试衣间等,可最后都没能尽快做好,结果就错过了时机。“行动力对于创业来说真的很重要,凡事都要迈出第一步,要有那股冲劲,不要总感觉这不成熟那不完善,畏手畏脚反而错失了时机。”王天原来总想选择一个更好的项目,“事实上哪有那么多好项目,不管成功还是失败都要先尝试,积累经验也是一种收获。”

  王天第一次正式创业是在2010年做了一个团购网站,那时候团购刚刚兴起,当地的很多商家都还不能接受团购的形式,为了说服店主,他只要没课就“厚着脸皮”去推销,被白眼儿请出门都是常事。团购网最后以失败而告终,他事后总结,当时还是没有完全理解互联网思维,还在用传统的方式,没有足够的用户量而导致失败。

  虽然失败了,王天却踏出了创业的第一步。团购属于市场化项目,王天决定还是专注于自己的“老本行”。“坐公交车时,不知道下一辆车啥时候来,内心的焦虑感远远超过了等车的劳累。那个时候,App也刚刚出现,我想,如果能推广一个可以查询公交车位置的App,那样就不用冬天站在寒风中等车,也可以知道有没有错过最后一班,还能更好地规划时间。”王天有了想法就落实到了行动上,他开始到处推广“智能站牌”项目,但没想到建设站台需要通过多部门的审批,还需要相应的政府预算。

  虽然“智能站牌”项目流产,但机缘巧合遇到了公交车要上监控调度设备,但时间紧急,必须一个月内交付。王天将这一个月进行了最大化的利用,早上10点走进实验室,经常干到第二天凌晨两三点,困了就趴桌子上,或者拼个桌子裹着大衣直接睡。团队“老将”赵晴宇,就是这个时候认识王天,并加入了他的团队。在他心里,王天是个非常“可怕”的人,做事情特别拼,天天通宵工作,精力特别旺盛,而且非常有感染力。

  赵晴宇回忆,最长的一次,王天15天都没走出实验室。实验室在地下室,特别阴冷,人待时间久了都会散发凉气,“但谁都顾不得那么多了,王天的拼劲儿让我们都不自觉地被带动了起来”。让赵晴宇记忆最深的就是有一次他负责的环节出了问题,在学校的楼梯拐角处被对方负责人臭骂,来来往往的人都斜着眼睛看热闹。“王天没有说我一句,就一直陪在我旁边,听对方的责骂,然后特别冷静地提出了解决方案。”赵晴宇说,那个时候特别感动,感觉跟他做事特别有安全感,跟对人了。

  王天和团队按时完成了公交监控系统的项目,拿到了人生中的第一桶金。现在赵晴宇跟他回想起那段经历,虽然挺苦涩,却感觉很幸福,因为很喜欢那种全身心投入做一件事的忘我感觉,特别有成就感。王天坦言,也是那段时间的经历,让他们团队奠定了做事的风格,后来整个企业的发展都受那个时期的影响。

  在王天的博士后导师叶秀芬看来,王天是她最骄傲的学生,有着独特的想法、高效的执行力、过人的毅力。叶秀芬告诉记者,他们两人的关系可以用亦师亦友来形容,无论是实验还是生活,遇到问题王天总是有办法解决,让人感觉把事情交给他特别放心。“他设计的可穿戴机器人更是非常有初心和情怀,帮助到很多失能、弱能的人站了起来,为医院提供了一个全新的康复体系。”

  “未来我们还将实现脑机接口意念控制研发与外骨骼控制相结合,也就是把大脑的意识读出来,并反写给大脑,比如截瘫患者下肢没有意识,洗脚水的温度就会通过机器人的感受器传递给人脑,避免人被烫伤,最终实现意念控制机器人,让机器人更好地服务人类。”王天说。

  唯一遗憾的是,他母亲没能坚持到“穿”上为她设计的机器人站起来。

(责编:初梓瑞、李昉)

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