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无碍有爱 青春有为——走近科技助残的创新研究者

无碍有爱 青春有为——走近科技助残的创新研究者

北京大学研发的软体动力膝关节假肢。资料图片

无碍有爱 青春有为——走近科技助残的创新研究者

【青春如是】  

  这群青年科技工作者,正以智慧为笔、以创新为墨,书写着自己的青春故事。他们让智能导盲犬化身忠诚伙伴,在复杂世界里为视障者探出安全的路;让多平台康复训练系统成为“康复导师”,为特殊儿童编织个性化的成长轨迹;让无障碍电影解说系统化为“银幕助手”,用智能的声波“翻译”出斑斓的影像,满足视障人士对光影艺术的渴求……

  科技之光照进了特殊群体的世界,“无碍”梦想加速照进了现实。

  从钢铁到“柔骨”

北京大学人机融合实验室里,研究员周志浩正忙于摆弄着软体动力膝关节假肢的核心部件,它是全球首款软体膝关节假肢的重要部位。这套装备融入了植物仿生智慧,有希望改变我国近3000万名下肢截肢患者的日常生活。

多年来,周志浩所在的北京大学工学院先进制造与机器人系教授王启宁课题组,一直致力于研究智能动力膝、踝假肢,经常和残疾人有接触。他发现,传统金属动力假肢如同沉重的“枷锁”,快速行走、长时间行走时,使用者需忍受残肢磨损、疼痛以及假肢滑脱等困扰。

“残疾人也有自己的运动需求。”周志浩回忆道,一名被试者喜欢练功夫,经常需要原地跳跃。“每次看到他因跳跃而磨得快露出骨头的残肢,我心里就很不是滋味。这让我坚定了做一款轻量、高缓冲智能假肢的信念。”周志浩告诉记者,“我希望假肢不是残疾人运动时的‘拖累’,能把他们从肢体残疾中解放出来。”

这款可以智能识别残疾人运动意图,并提供充足动力的智能动力下肢假肢,不是金属制造的机械装备,而是使用了软硬结合、类似纸的柔软材料。这一点出乎很多人的意料。

“马尾草茎秆的直径不足两厘米,却托举着近五米高的身躯,茎节间的精妙结构,让它既能随风俯仰化解冲击,又始终保持挺拔的姿态。这种植物给我们的研究带来了很多灵感。”周志浩这样解释团队的灵感来源。

研发之路布满挑战。一次早期测试中,使用者仅迈出两步,假肢连接处便断裂解体。这次失败迫使团队果断转变思路,采用“一体式3D打印”方案,并从古老折纸艺术中觅得破解之道——在柔软的材料上设计折痕,在柔韧与刚强间达到平衡。“这种新工艺消除了薄弱连接点,大幅提升强度,同时简化了结构。”周志浩进一步解释道,“我们在摔倒的地方爬起来,重塑筋骨,最终让使用者得以重新站稳脚跟。”

当下肢残疾者首次接触这副看似“弱不禁风”的假肢时,他们的心中或许满是疑虑。在研究人员专业指导下,测试者在跑步机上迈出试探性步伐,随后在斜坡、平地等不同场景中渐入佳境。仪器数据也显示,测试者的步态对称性显著提升。最令周志浩振奋的是高强度测试后使用者的反馈:“残肢没有以往穿戴金属假肢后的疼痛感。”甚至有测试者询问:“未来能穿着它打篮球吗?”

“科技的进步为残疾人回归正常生活提供了更大的可能,将残疾人从身体残疾的桎梏中解放出来,让他们能够更好地拥抱生活、活出自己的精彩。”周志浩希望,这副轻盈的“柔骨”,不仅能托举起身体的重量,更能支撑起千万残障人士行走人间、奔赴热望的尊严与梦想。