让机器人做机器擅长的事

　　近日仪器科学与工程学院院长宋爱国教授可谓双喜临门，刚刚被江苏省仪器仪表学会推荐并荣获“江苏省优秀科技工作者”的同时，又一项863重点项目——网络化远程康复机器人通过验收并获得了专家们的一致好评。
　　21世纪是机器人发展的黄金时期宋爱国教授的机器人传感与控制技术实验室一直是媒体记者们关注的对象，他们喜欢他实验室里面各种各样的机器人，并给这个实验室一个很可爱的称呼——“变形金刚的王国”。对此宋老师报以微微一笑。的确，在他的眼里虽然这个称呼并不那么贴切，但却真实地说明了一个现状——最近十年来是机器人发展的黄金时期。21世纪以来人们对机器人的理解有了一个质的飞跃，机器人不再是人们想象中的“铁臂阿童木”，而是带有各种传感器、具有智能化、自动化的设备都叫机器人。进一步理解，机器人技术就是一种使现有的各种装备具备感知、控制与智能行为的高技术，这是机器人概念的一个拓展，正是因为这个拓展使得机器人发展步入黄金时代。
　　2004年10月，12名院士联合上书国务院，建议尽快组建国家康复工程研究中心，温家宝总理、回良玉副总理批复“我国有六千万残疾人，要高度重视康复事业”尽快筹建。这一指示意味着对于6700万残疾人而言，对康复机器人的需求是极其巨大的。2006年，我国863计划先进制造技术领域机器人技术主题确立“服务机器人”作为我国机器人技术研究的重要内容，并将助老助残康复机器人作为重中之重列入规划指南，针对国内外社会发展对服务机器人不断增长的需求，研发出高性价比的助老助残康复机器人系列产品。
　　宋爱国教授长期从事着机器人传感与与远程遥操作机器人技术的研究，他在国内较早地提出了应大力发展康复机器人技术的建议，并得到科技部的重视，参与了国家863计划助老助残康复机器人指南的编制工作，并获得该课题的立项支持。在这个项目里宋爱国率先提出了他自己的设想，那就是将互联网应用于康复治疗领域，研发网络化的远程康复机器人。
　　让机器人做机器人擅长的事情，让人做人擅长的事情机器人和人之间并不是人们想象的那种简单的替代关系，而是一种人-机协同合作关系，即让机器人做机器人擅长的事情，让人做人擅长的事情。宋爱国教授将这一理念也带入了康复机器人的研发之中。
　　据宋爱国教授介绍，新研制的康复训练机器人采用主被动混合驱动技术，利用具有自主知识产权的流变式无源电机为训练者提供可调可控的阻尼力，提高了主动模式康复训练的安全性，有效防止传统电机可能造成的二次损伤。根据康复医学理论，病人越主动、越配合则运动神经恢复得越快。而最新的研究在康复机器人加入了力触觉感知技术与磁流变阻尼器技术，使得人机关系更加和谐与智能化。当人无力时，机器人会支撑人的运动；当人有自主动力时，机器人通过多维力传感器感受到外力后自动调整磁流变阻尼器输出的阻尼力，转而由让人来带动它，智能化地帮助肢体障碍病人恢复运动神经功能。
　　老人或残障者可在家庭或社区医院进行康复训练，计算机为训练者提供友好的人机界面，实现渐进式的娱乐互动康复训练。治疗师可在医疗中心通过网络同时远程监控三位训练者的康复训练情况，包括音视频信息、人机交互力、运动速度、肌电、肌张力、血动力学、呼吸等六类运动和生理信息，并可通过网络在线远程修改康复训练模式和参数，提供最佳康复治疗方案。
　　该系统利用机器人提供精确、量化的运动引导，并记录翔实的训练历史信息，提供客观、准确的治疗和评价参数，有助于治疗师设计个性化的训练方案；另一方面治疗师和病人可通过网络实现远程一对多的康复训练，不仅大大提高了康复治疗师的治疗效率，使社区和家庭康复医疗成为可能，而且降低了康复医疗的成本，大大方便了广大老年人和残障者。
　　在国内，要成为康复治疗师，必须拥有就业执照，而自1999年起，南京医科大学才首设康复治疗师专业，因此现有的正规的康复治疗师不到6000人，异常紧缺，远远不能满足社会需求，而远程康复机器人的开发还解决我国“老人、残障者多，治疗师少”的突出矛盾。
　　智慧养老智慧护理目前，远程康复机器人随着863重点项目的完成，部分的康复机器人技术已经开始投入社会试点使用，并在北京四季青敬老院和上海社会福利院开展示范应用。
　　宋爱国教授热情地展示了一段在上海社会福利院示范应用的视频，视频中，一位白发老人在工作人员的协助下，将双手放在康复机器人上，进行左右摆动的康复训练。面对着老人的一个电脑屏幕，播放着一款可爱的接小球游戏。老人通过水平、垂直、转动、前后仰摆动机器人，来控制一个虚拟小花篮接住落下的小球，每当成功接到若干小球后，屏幕上便会跳出一个可爱的笑脸，老人则露出开心的笑容。通过这种轻松快乐的小游戏，可有针对性地实现肩、肘、腕和踝、膝、髋多关节的康复训练。
　　目前，该重点项目已顺利通过验收并获得了一片赞誉，远程康复机器人渐渐走向成熟并开始批量投入生产。然而，宋爱国教授却认为一切才刚刚开始，他还有很多想法和计划，比如，他希望能够进一步提高机器人的舒适性、进一步降低康复机器人成本；将基于互联网的远程康复机器人推广到基于物联网的远程康复机器人，实现远程智慧康复；希望目前正在研发的一批康复机器人项目都尽早实现产业化……他希望他的远程康复机器人技术能够越来越完善、能够造福于广大的肢体运动残障人士，完成在2015年实现“人人享有康复服务”的战略目标的要求。
　　很多人会感叹自己生不逢时，对于宋爱国教授来说，人生最幸运的事情就是生而逢时。在这个机器人发展的黄金时代，宋爱国带领着他的机器人研究团队还在继续努力着。