登山、搬运、救援……特种机器人“白虹”在沪亮相,可识别人类动作意图

当我们依然在憧憬科幻大片中健步如飞或铜筋铁骨的“超能力”时,一些特种机器人产品已经逐步走出荧幕,走进我们的生活。
在昨天开幕的第二十六届中国(国际)小电机技术研讨会暨展览会上,中国电科21所又带来了惊喜。一款名为“白虹”的外骨骼机器人产品新品发布会上赚足了“眼球”。
登山、徒步、搬运、养老、救援……是“白虹”的强大应用方向,据发布会介绍,这款产品由21所自主研制,历经四轮升级迭代,已正式走进实用领域。
外骨骼能识别人的动作意图
通过高性能控制算法,“白虹”能够实时检测人体运动状态,据此分析得到人体运动意图,自动跟随使用者腰部、腿部运动,同时为人体提供有效助力。我们试想,当你刚要抬腿,这个“小助手”就能马上提供动力帮你抬腿,或者当你刚要弯腰起身,它就敏锐觉察到你的动作意图,那么将会极大缓解使用者的腰部、腿部压力,达到保护腰部肌肉和关节健康的作用。

据介绍,腰部搬运助力以及腿部行走助力相结合的功能为业内首创,控制系统采用自适应的步态识别算法,聚焦人工智能、传感器融合等,实现了对人体运动意图的精准判断识别及预测,处于国内领先水平。
为了能够直观反映“白虹”系列外骨骼助力效果,项目团队采用业界普遍信任的测试方案,对参试人员在穿戴外骨骼机器人之后的心肺耗氧量进行对比监测,得到耗氧量比使用前降低36%左右的数据反馈。同时,该产品还可以针对登山、远足等运动,为使用者提供人性化助力服务。
发布会上,该产品项目负责人王春雷讲到,“轻量化”和“高速助跑”,也是“白虹”功能延展的优势与亮点, 它在不降低其他优势性能的同时,能够实现12km/h的高速助跑,这也为该产品在物流搬运、消防救援等应用场景中提供了强有力的速度保障。
“机器换人”不再属于未来
21所另一款产品“机载柔性机械臂”,也以它最新研究成果亮相展会,该产品不仅具备传统工业机器人高速、高精度、高可靠性等特点,还具有更大的灵活性,具备人机交互控制、拖拽示教、碰撞检测等功能,能实现人与机器人的完美协作。据介绍,该产品能够满足工业生产线上焊接、分拣、组装等操作,还可以与移动机器人组成复合机器人用于无人车间的自动化生产。

展会期间, 21所携Aaymal-C、虎贲、龙骧等多款四足机器人,多关节协作机械臂,夸娥等外骨骼机器人产品以及多款微特电机核心部件参展,诠释了“两特”主业(特种电机、特种机器人)除了面向星辰大海,无疑能让生活更加便捷美好。人机协作、人机共融的产品正越来越多地走进千家万户,发挥着至关重要的作用。
中国电科21所以国家科技创新战略为牵引,以上海市特种机器人创新中心和中国电子科技集团公司特种机器人重点实验室为强大平台,不断强化机器人核心零部件自主可控的技术优势,着力打造“零部件研发+本体制造+系统集成与应用”三位一体的智能机器人产业,为服务国家强军兴军和国民经济发展积极贡献力量。
作者:沈湫莎 赵璨
图片:中国电科21所提供
编辑:沈湫莎
外骨骼机器人帮助银发老人实现轻松爬楼
“我们这个年龄的老人,关节正在慢慢老化,走路、上台阶的时候都能感觉到关节痛。”3月20日,来自上海市徐汇区田林街道的68岁李阿姨,正尝试佩戴一款白虹3.1髋关节助力外骨骼机器人。穿上这款机器人后,李阿姨感觉步伐轻松了许多,“我稍微一抬腿,它便能察觉到,会轻轻托起我的膝关节。”

老人正在佩戴并尝试这款外骨骼机器人。本文图片 中国电科21所提供
这款机器人是由中国电子科技集团公司第二十一研究所(以下简称“中国电科21所”)开发。来自中国电科21所敏捷外骨骼研发团队的工程师宁业衍告诉澎湃科技(www.thepaper.cn),髋关节外骨骼机器人是一款为髋部发力提供助力的外骨骼机器人,它能减轻跑步、奔跑时大腿的疲劳感;下肢负重外骨骼是把整个下肢包裹在外骨骼中,它能将重力传导到地面,特别适合需要承载超高负重的场景;上肢助力外骨骼则适用于汽车安装、维修等需要长时间维持举手状态的场景。
当前,外骨骼机器人的应用领域广泛,涉及应急应用、消防救援、仓储物流、辅助训练以及助老服务等多个行业,其核心技术包括智能识别穿戴者意图和柔顺控制技术等。
宁业衍说,这次助老科技产品“白虹3.1外骨骼机器人”主要针对具备基本行动能力的老人,它具备轻盈、智能、稳定性强的三大特点。轻盈性方面,经过多次迭代改进,白虹3.1外骨骼机器人采用了碳纤维工艺制造关键部件,包括腰杆、腿杆和压板,能够有效减轻整体重量,此外,柔性防护系统的应用也提升了人们的穿戴舒适度。

佩戴后正在体验下楼梯
智能化方面,白虹3.1外骨骼机器人具备运动意图识别功能,它能根据穿戴者的动作自动调整助力。此外,还配备了语音提示和电量提示等功能,能够进一步提升用户体验。在稳定性方面,白虹3.1外骨骼机器人续航时间能达到4至6小时,电机性能也远高于市面上的竞品。
据介绍,在部分应急应用场景中,白虹3.1外骨骼机器人能提供30%的助力效果。根据实验数据,在这款机器人的助力下,穿上这款机器人后,特别是在高层救援的时候,有效提高救援效率,保障人民群众生命健康安全。
目前,白虹3.1外骨骼机器人定价在3万元至5万元,主要针对的是企业端客户。澎湃科技了解到,未来,中国电科21所也将推出一款消费级外骨骼,将升级产品外观,并在电池容量和电机能力方面做出相应调整以适配消费需求,定价可能会在1万元左右,主要是满足老人及特殊群体需求,预计最快今年到明年就可上市。
澎湃新闻记者 喻琰
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