能弹琴打字、可攀岩冲浪!国产智能仿生假肢已量产

时间:2025-02-20 14:11 来源:人民日报
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走进位于浙江省杭州市余杭区的人工智能小镇,浙江强脑科技有限公司(以下简称“强脑科技”)的办公区,周键正在电脑前敲击键盘,撰写文案。定睛一瞧,才发现,右手是一只铝合金构造的智能仿生手,屏幕前的打字速率不亚于健全的左手。

12岁时,周键因为一场意外失去了右手。“刷牙洗脸这样的小事,做起来都费劲儿。”周键说,为此他只能从最简单的动作开始,重新学习单手生活。

2022年大学毕业,得益于公益项目的资助,周键用上了强脑科技研发的智能仿生手。“以前用的传统假肢功能单一,就是个装饰,后来干脆不用了。现在感觉失去10年的右手又回来了。”周键边说边拿起橘子,剥了起来,“刚装上时,接受腔里的电极会采集我做各种动作的肌肉电信号、神经电信号。当我想做某个动作时,仿生手会根据采集到的信号判断我的运动意图,做出相应的手势动作,反复练习,就可以应用自如。”

想要更加灵活地控制假手动作,实现“手随心动”,周键下了不少功夫。在他的手机相册里,还保留着一张歌曲《大鱼》片段的简谱。一年多前,对音乐零基础的他,开始自学用智能仿生手弹钢琴。

周键穿戴智能仿生手弹奏电子琴。受访者供图

没有学过乐理知识,那就从识谱开始学起,空余的工作时间周键一头扎进了琴房。从灵活控制一根手指,到整只手,再到两只手相互配合弹奏,这一练就是大半年。

从最开始的歌曲片段,到如今可以完整弹奏好几首乐曲,周键打开了新世界的大门。前不久的一场演出上,周键右手穿戴智能仿生手,和左手在琴键上相互配合,来回游走,一曲旋律悠扬的《大鱼》流淌而出。

现在的周键,开门、搬运、握手等动作已成为习惯。乘坐高铁,碰上行李重的旅客,他也会搭把手:“以前乘车带行李,需要别人的帮助。现在我也可以帮助别人。”

“不同于国外在大脑植入脑机芯片,我们采用的是非侵入式脑机技术,不用开颅、风险更低,但难点在于皮肤信号非常微弱,要不断突破传感器和算法能力,采集微弱的肌肉电信号、神经电信号,‘翻译’人脑传达的运动意图,精确控制手的运动。”强脑科技创始人韩璧丞说,仅仅采样电极材料的配方和结构设计,就经历了上千次迭代。

强脑科技的智能仿生手已实现量产,市场价10余万元,是国外同类型产品价格的1/7到1/5,可以直接进行定制、采购、安装。实验室里,新一代智能仿生手正在紧张测试。新产品不仅更接近于人手的形态,还内置了压力、温度等传感器,动作更加精准灵活的同时,还能感受到对方手心传来的温度。

足蹬跑步鞋,身穿运动裤,26岁的林韵很喜欢慢跑。远远望去,身姿矫健,步伐轻快。撩起裤脚,方才发现,他的右侧大腿以下,穿戴着强脑科技的智能仿生腿。

林韵穿戴智能仿生腿攀岩。受访者供图

曾经颇有短跑天赋的林韵,初三时凭借体育成绩被当地重点高中提前录取。中考完第三天,他却因为意外失去了右腿。和很多长期穿着传统机械假肢的残障人士一样,林韵走起路来身体就像拖着一根棍子,一次只能走上半步。常规假肢由于缺乏良好的支撑,难以应对草地、沙地等复杂路面,林韵平均一周得摔个两三次。时间长了,他也不再愿意出门。

在强脑科技的支持下,林韵换装了智能仿生腿,价格同样为10余万元,相当于国外同类型产品价格的约1/5。

“智能仿生腿落地时的支撑和阻力,可以根据场景灵活调节。”林韵说,在康复师的帮助下,他开始重新找回儿时走路的记忆:自由发力,大胆行走,完全不用担心会摔跤。

从学会走路,到能够交替上下楼梯,林韵开始练习跑步。“很久没有跑过了,没事就得多练。”林韵说,智能仿生腿通过内置的传感器系统实时采集用户行走数据,经过算法处理后转化为控制指令,驱动液压系统进行动态调节,从而实现对不同运动状态的智能适配。反复训练后,他走路已经和健全人没什么区别。

渐渐地,林韵走出了家门,也变得更加自信——以前回到老家,亲戚朋友的孩子总不让自己抱,大伙儿担心一不留神就摔了。现在他最喜欢的便是抱着孩子,和他们一起玩耍。智能仿生腿也成了林韵日常生活中不可或缺的一部分,从早到晚都离不开它。

“风再次从我的脸颊边擦过,那种感觉真的无法形容。”穿上智能仿生腿的林韵,又“跑”了起来。通过设定不同的模式,智能仿生腿还可以提供不同的阻力和支撑力,方便做不同的动作。现在,林韵不仅可以健身、攀岩,还尝试了冲浪和跳伞。未来,他还有个目标——靠自己的努力,登上珠穆朗玛峰。

近年来,强脑科技还积极联合各地残联、基金会等组织,以极低甚至免费的价格为符合条件的残疾人提供智能仿生手、智能仿生腿,如已在广东省人民医院、郑州大学第三附属医院落地、所资助用户已遍布全国70%省份的“前臂缺失公益项目”,以及在浙江省发展改革委、浙江省残联的指导下,由浙江省残疾人福利基金会发起的“浙江省科技助力肢残人士”公益项目。

“脑机接口在医疗、康复和下一代人机交互等方面蕴含着巨大的发展潜力。我们将加速技术与人工智能、大数据、云计算等领域的融合创新,开拓更多样化的产品线,为不同人群提供个性化服务,打开生活的无限可能。”韩璧丞说。

7年前,科技考察团飞行1万多公里引进脑机接口技术

强脑科技为何从美国来到杭州

位于浙江省杭州市余杭区人工智能小镇的浙江强脑科技有限公司(以下简称“强脑科技”),是从事非侵入式脑机接口技术研发与应用转化的科技型企业,推出了智能仿生手、智能仿生腿等一系列产品。

其实,强脑科技最初并非诞生在杭州。2015年,一直从事神经科学方面研究的韩璧丞和一些在美留学的中国学生,组成初创团队,孵化于哈佛大学创新实验室。

2017年,浙江省凭借敏锐嗅觉,抢先布局机器人赛道。彼时强脑科技名不见经传,实验室也很简陋。2018年,来自杭州余杭区未来科技城的考察团,敏锐地觉察到了这一未来产业,飞行了1万多公里,来到团队在波士顿的办公室,一聊便是三四个小时。

那时的国内对于脑机接口了解甚少,除了一些专业的科研人员,很少有人能接触到该行业,也鲜有企业对此投入研发。

“政府部门和团队聊的是脑机接口技术在杭州的未来发展,而且真的重视技术、尊重人才,可以说是做足了功课。”创始人韩璧丞惊讶于政府的专业和诚意,没有想到他们会登门拜访,并对这一技术给予了前瞻性认可。

从哈佛大学创新实验室中的挑灯攻关,到西子湖畔成立企业研究脑机接口技术,这次伯乐与千里马的相会,让双方一拍即合。强脑科技带着核心技术和研发团队落地杭州,逐步走向产业化发展。

“‘我负责阳光雨露,你负责茁壮成长’,这是余杭区助企服务工作人员常常挂在嘴边的一句话。”杭州未来科技城管委会招商部副部长陈丰说,为此余杭区给企业提供了“保姆式”的服务。

国外回来,公司注册流程是个“小白”怎么办?“一对一”的服务指导下,强脑科技很快办好了全套工商手续,让公司顺利落地。多年来,强脑科技在知识产权保护、金融服务保障、企业成长指导等方面得到了余杭区政府的多种支持。

做好贴心服务,更要化解各种困难。面对这样的“黑科技”,产品落地的最初阶段,市场也曾面临犹豫。

“区残联采购了我们的智能仿生手,并为区里残疾人安装,不管是对企业还是对残疾人朋友,支持力度都很大。”韩璧丞说,余杭区政府还主动联系电商机构,通过电商直播的方式,把产品推广出去。

设立一站式服务专窗,提供全面的人才计划申报指导;采取一企一策协议,政府提供房租补贴、研发支持等政策;相关部门定期上门,和企业座谈,了解困难和诉求……多年的“灌溉”等来了破土而出的时刻:2020年,强脑科技智能仿生手实现量产,这是全球首款实现直觉神经控制的量产智能义肢。

“当我们遇到困难时,区政府总能及时给我们提供帮助。”强脑科技合伙人何熙昱锦说,从实验室验证到产业化推进,企业面临着研发周期长、技术难度高等诸多挑战,如果没有政府的大力支持,很难快速商业化落地。

每当走出强脑科技的办公楼,看到楼下的钱学森路路牌,韩璧丞总会心潮澎湃。“迈向前沿科技领域,创造更多的可能性,科技创新的道路上,需要一代代人的接续奋斗。”韩璧丞说。

编辑:张红艳

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