新型前装式外骨骼让瘫痪患者重新站立行走

科技   2024-10-30 21:33   陕西  

外骨骼装置多年来一直在帮助截瘫患者行走,但KAIST(韩国科学技术院)的最新开发有所不同。WalkON Suit F1可以自主移动到坐在轮椅上的患者身旁,将自己包裹在患者的腿部和身体上,帮助患者站起来行走。

KAIST机械工程系的孔京哲(Kyoung-Chul Kong)教授在外骨骼领域已经研究了大约十年,第一款WalkON Suit于2016年推出。到2020年,研究团队将行走速度提高到3.2公里/小时(1.98英里/小时),并带着第四代原型参加了在瑞士举办的Cybathlon赛事。

这个“赛博奥运会”由苏黎世联邦理工学院于2016年发起,旨在推动辅助技术的发展。首届比赛在苏黎世附近举行,吸引了来自25个国家的团队,66名“驾驶员”竞相展示成果。四年后,穿戴KAIST WalkON Suit 4.0的选手在外骨骼比赛中获得第一和第三名。今年的第三届Cybathlon刚刚结束,孔教授的团队携带WalkON工程师们的最新研发成果参赛。

与其他外骨骼需要助手将截瘫患者从轮椅上抬起并固定在辅助装置上不同,WalkON Suit F1可以“像人形机器人一样自行行走”,并接近患者。其前置对接系统允许截瘫患者坐着不动,外骨骼便可自行安装在患者的腿部和身体上。

该装置配备了“主动控制重心以抵御重力拉力”的系统(that actively controls the center of its weight against the pull of gravity),以防用户在站立时摔倒。整体平衡经过优化,使用户在站立时可以使用双手,还可以在短时间内无需支撑杖行走。相比前几代产品,强大的马达和控制算法显著提升,并新增了视觉识别功能以检测障碍物。

WalkON Suit F1 外骨骼可以自行走到坐在轮椅上的用户身边,自行安装,帮助用户站立,然后提供行走辅助 
Credit:KAIST

实验室的研究员金承焕(Seunghwan Kim)在2024年Cybathlon外骨骼比赛中担任驾驶员。尽管一些团队前往瑞士参赛,但孔教授的团队选择在他2017年创办的Angel Robotics公司专门设施中进行实时直播。

比赛要求参赛者在有限的时间内完成多项任务,包括“在狭窄的椅子间侧步移动、搬运箱子、无需拐杖自由行走、通过窄门并关门、以及在厨房中进行食物准备”。

WalkON Suit F1的外骨骼选手金承焕在2024年Cybathlon外骨骼赛中庆祝完成所有挑战。
Credit:KAIST

他和WalkON Suit F1在6分41秒内完成了所有任务,获得第一名。第二名由瑞士团队获得,第三名由泰国工程师获得,但他们都未能在10分钟的规定时间内完成所有任务。

KAIST的新闻稿中提到:“在为这次比赛准备过程中积累的各种技术和核心技术将有助于进一步开发和推广可穿戴机器人,并激发人们对可穿戴机器人未来的想象,以及它将如何改变我们的日常生活。”

参考
[1]https://newatlas.com/robotics/kaist-walkon-suit-f1-exoskeleton/
[2]https://www.youtube.com/@KyoungchulKong_EXO-Lab


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