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國內(nèi)外已經(jīng)涌現(xiàn)出了很多優(yōu)秀的智能助行機器人產(chǎn)品或樣機，但針對下肢功能運動障礙患者的智能助行機器人研究仍然存在一定的局限性： （1）助行機器人對于人體運動意圖的識別研究主要依靠力傳感器，在運動意圖的定義和計算方面的差異較大； （2）基于助行機器人步態(tài)分析方面成果有限，行走能力評估依靠傳統(tǒng)的Holden步行功能分級以及Tinetti平衡與步態(tài)量表進行評估，缺乏對步態(tài)參數(shù)的具體量化評估手段； （3）自適應(yīng)參數(shù)導(dǎo)納控制、共享控制及交互力-位置混合控制等方法大多僅能在特定的人機協(xié)同系統(tǒng)滿足使用，故只能用于單一功能的康復(fù)訓(xùn)練，難以滿足不同行走能力用戶的多樣化康復(fù)訓(xùn)練需求。 本成果研究的面向下肢弱肌力人群的智能助行機器人，通過基于機載的力傳感器、激光傳感器、Kinect等設(shè)備，設(shè)計多模態(tài)人機交互接口，獲取人體運動數(shù)據(jù)；基于有監(jiān)督的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)步態(tài)事件分類算法模型提取分析步態(tài)的時空參數(shù)，并且能夠應(yīng)用康復(fù)醫(yī)學(xué)功能評定理論進行人體行走能力的智能綜合評估，根據(jù)評估的行走能力切換對應(yīng)的機器人模式。 圖1 智能助行機器人一代 圖2 智能助行機器人二代 圖3 智能助行機器人三代 【性能指標(biāo)】 1）機器人樣機： 人體運動模式識別準(zhǔn)確率≥95%； 跟隨模式相對位置誤差≤15cm，相對角度誤差≤20°； 左腿擺動、雙支撐相左向重心轉(zhuǎn)移、右腿擺動和雙支撐相右向重心轉(zhuǎn)移四個步態(tài)相位識別準(zhǔn)確率≥95%。 2）運動狀態(tài)監(jiān)測及行走能力評估一體化平臺： 正常行走、肢體約束異常狀態(tài)及趔趄、跌倒等緊急狀態(tài)識別準(zhǔn)確率≥90%。

該成果由清華大學(xué)神經(jīng)調(diào)控國家工程研究中心、昌平實驗室聯(lián)合北京清華長庚醫(yī)院共同完成。在團隊的聯(lián)合攻關(guān)下，人工脊髓系統(tǒng)在患者體內(nèi)發(fā)揮神奇功效，實現(xiàn)了和患者的運動協(xié)同。

成果介紹在村落分散土地廣闊的農(nóng)村地區(qū)，迫切需要緊急建設(shè)一批具備傳染病早期就地檢測和輕癥病人康復(fù)治療功能的小型衛(wèi)生院，促進疫情控制。但疫情時期緊急投資建設(shè)的傳染病衛(wèi)生院，在疫情過后如何使用，即如何運營而不閑置，需要更合理的思考和應(yīng)對。技術(shù)創(chuàng)新點及參數(shù)1、空間功能可變：采用標(biāo)準(zhǔn)化通用空間單元和設(shè)備管線模塊組合裝配技術(shù)系統(tǒng)，實現(xiàn)防疫衛(wèi)生院與村民活動中心的功能轉(zhuǎn)換。2、可高速連接裝配與組裝：采用框式結(jié)構(gòu)板式組合、建筑信息模型智能化工程管理技術(shù)，迅速完成標(biāo)準(zhǔn)化組件、組構(gòu)、集成化組合空間單元和模塊，實現(xiàn)衛(wèi)生院的高速拼接和組裝，根據(jù)現(xiàn)場工況，12-20天完成衛(wèi)生院建造。3、可多次拆卸組裝重復(fù)利用：采用標(biāo)準(zhǔn)化通用空間單元、標(biāo)準(zhǔn)化模塊及接口、螺栓可逆式構(gòu)件連接技術(shù)，實現(xiàn)建筑構(gòu)件的工業(yè)化、模數(shù)化及組裝化，實現(xiàn)靈活拆裝循環(huán)利用。4、外圍護結(jié)構(gòu)拼縫密閉性保障技術(shù)與滅菌通風(fēng)系統(tǒng)：采用移動導(dǎo)軌等專利技術(shù)，實現(xiàn)高速建造的衛(wèi)生院的防水、防滲漏和高安全性。5、一體化預(yù)制接口技術(shù)：預(yù)留多種接口，如電力保障、醫(yī)療通訊、移動CT檢測車等。6、無害化安全保障：移動式污染污水處理模塊和固定式平時污水處理模塊的組合應(yīng)用，保證了污水就地?zé)o害化處理，實現(xiàn)“平-疫”轉(zhuǎn)換。7、場地可恢復(fù)：采用輕型結(jié)構(gòu)低環(huán)境影響基礎(chǔ)處理技術(shù)，建筑拆移后可以恢復(fù)為原場地使用。市場前景在武漢市區(qū)疫情控制中，緊急設(shè)計建設(shè)的雷神山醫(yī)院、火神山醫(yī)院發(fā)揮了重要作用，然而在廣大農(nóng)村地區(qū)因為缺少必要的醫(yī)療手段和硬件資源，疫情控制比較困難，一般都是重癥送至城市救治，輕癥或疑似居家隔離。這其中存在著嚴(yán)重的家庭成員之間、親緣關(guān)系圈層的互相傳染的隱患。部分地區(qū)采取封戶封門的極端方式進行隔離，嚴(yán)重影響了村民的正常生活。因此在村落分散、土地廣闊的農(nóng)村地區(qū)，急需緊急建設(shè)一批在疫情期間具備傳染病早期就地檢測和輕癥病人康復(fù)治療功能的小型衛(wèi)生院，促進疫情控制；而疫情結(jié)束后又要考慮其兼具村鎮(zhèn)公共服務(wù)設(shè)施而不至于閑置和浪費前期投資。