2018年7月14日-16日,第12届国际康复工程与辅助技术大会(i-CREATe2018)在上海光大会展中心隆重举行,同期举办了国际康复器械创新设计大学生挑战赛(Global Student Innovation Challenge, gSIC),应CREATe Asia主席、上海理工大学康复工程与技术研究所所长喻洪流教授的邀请,泰国公主诗琳通出席了此次大赛。我校医疗器械与食品学院康复工程与技术研究所代表队在国际康复器械创新设计大学生挑战赛喜获佳绩,其中参赛项目“一种可穿戴式下肢外骨骼机器人“荣获技术组比赛第三名(铜奖)、“助餐机器人”荣获设计组比赛优胜奖、“X-arm上肢外骨骼”在设计组赛中吸引了评委及现场国内外专家学者的关注与热烈讨论。
图1 泰国诗琳通公主在晚宴上为获奖团队颁奖
第12届国际康复工程与辅助技术大会(i-CREATe2018)是由亚洲康复工程与辅助技术联盟(CREATe Asia)和上海理工大学共同举办。这是国内最大,最专业的以康复工程和辅具技术为主题的高水平国际康复会议,大会以“合作,创新--让世界无障碍”为主题,其中国际大学生挑战赛是康复工程领域年度顶级赛事。此次挑战赛吸引了来自德国,日本,新加坡,泰国等国家和地区的150多支队伍报名参赛,历经4个多月的项目甄选,最终24支技术组队伍和21支设计组队伍脱颖而出进入决赛。决赛以公开答辩的形式进行,45支团队在10分钟内进行精彩的项目陈述和现场实物演示,充分展示了各自项目的特色与优势,为解决全球老年人及功能障碍患者的康复问题献智献力。
图2 泰国诗琳通公主在参赛作品展示区与我所部分师生合影
我院由喻洪流教授指导的3支团队进入决赛,分别为硕士研究生霍金月,王峰,魏小东,邓露露,程冠铭共同设计研发的“一种可穿戴式下肢外骨骼机器人”、硕士研究生许朋,杨再学,余杰,邓露露共同设计研发的“一种新型助餐机器人”以及硕士研究生李新伟、昌赢、刘苏、黄小海、郑金钰共同设计研发的“X-arm上肢外骨骼”。
图3 i-CREATe2018大会主席喻洪流教授与团队合影
此次gSIC的参赛项目中,中国新闻网(记者 许婧)对I-LEG下肢外骨骼机器人参赛项目的设计理念、设计目标和适用人群进行了详细报导。上观新闻对I-LEG下肢外骨骼辅助系统的创新性、项目的关键技术进行了报导,肯定了该项目弥补了90%的市场空白,该项设计为国内首款;同时还对X-arm上肢外骨骼产品设计的适用人群给与了高度重视。东方教育时报对穿戴在手臂上协助中风患者完成取水、喝水动作的X-arm上肢外骨骼机器人、让腿部肌无力患者独立行走的I-LEG下肢外骨骼机器人进行了报导,并着重采访了X-arm项目队长,对项目参赛初衷和关键技术给与了高度肯定。青年报等也对I-LEG下肢外骨骼机器人和X-arm上肢外骨骼机器人做了相关报导。
一种可穿戴式下肢外骨骼机器人
I-LEG下肢外骨骼机器人旨在帮助胸4以下完全脊髓损伤的病人能够重新站起来,实现日常行走、爬坡和上下楼梯功能,提高他们的生活质量,减轻社会和家庭的负担。
图4 泰国诗琳通公主参观我所参赛作品
I-LEG下肢外骨骼机器人采用人体仿生设计,设计髋关节双电机驱动,膝关节四杆联动机构来模拟行走过程中膝关节的瞬时转动中心变化,实现行走过程中的安全性和步态的相对自然性,气弹簧机构和杆件的可调节性使这款产品适用于不同体型的使用者,该款穿戴式下肢外骨骼机器人在创意和设计上均为国内首创。
一种新型助餐机器人
一种新型助餐机器人旨在帮助残疾人患者或老年人进行自主进食,提高他们的生活质量,减轻护理人的压力,缓解人力资源紧缺的问题。
一种新型助餐机器人采用按钮来完成取食、喂食的操作以及选择不同的食物,主控制器通过SPI通信将位置速度等指令发送给各个部位的控制器,控制器控制电机进行相应的转动,并且电机上带有编码器将运动的速度和位置信息实时反馈给控制器,确保运动的准确性。在机械设计上摒弃了传统的齿轮传动,设计丝杠加工更加简单,能达到更高的精度,运动更加平稳,使用寿命更长。在细节方面,餐勺设计成带有45°的倾角,在喂食过程中方便患者使用,产品符合人因工程学设计。
X-arm上肢外骨骼
X-arm上肢外骨骼旨在帮助手臂肌肉力量不足或局部瘫痪的老年人实现日常生活自理,提高他们的生活质量,减轻护理人的负担。
X-arm上肢外骨骼打破现有单独训练上肢和手部的局限,将肘部和手部外骨骼合并,在康复训练的基础上,更好地辅助患者日常生活。同时,肘关节模块采用欠驱动机构消除旋转中心不匹配的问题,能有效的防止二次受伤。按键控制、肌电控制、语音控制、手机APP控制等多种人机交互形式满足不同程度偏瘫患者的需求,提高患者的康复效果。
我校团队成员在比赛过程中发挥稳定,展现了医疗器械与食品学院康复工程与技术研究所的骄人实力。
此次康复工程与辅助技术全球大学生挑战赛为各国学子提供了一个相互交流与切磋的平台,提高了广大研究者致力于提高老年人及功能障碍患者生活质量的热情。CREATe Asia主席、上海理工大学康复工程与技术研究所所长喻洪流教授表示,希望通过举办此次大会以及康复工程与辅助技术全球大学生挑战赛,激发了专家、学者以及世界各地大学生在康复辅助技术领域的创新活力,推动亚太地区学术交流力度,最终提升全球老年人与功能障碍患者的生活质量。