——重庆机电职业技术大学师生以智能外骨骼机器人赋能康复医疗
康复医疗新挑战：需求升级与技术革新并行
随着全球人口老龄化进程加速及运动损伤、神经退行性疾病患者数量的激增，康复医疗领域面临前所未有的需求压力。据《2023中国康复医疗行业蓝皮书》统计，我国因中风、脊髓损伤等导致的运动功能障碍患者已突破千万量级，传统康复手段受限于人工操作效率低、标准化不足等问题，难以满足精准化、个性化的治疗需求。在此背景下，国家卫健委提出“科技赋能康复”战略规划，强调通过智能化、数字化技术推动康复医疗产业升级。
重庆机电职业技术大学信息工程学院师生团队（杨成斌、常晋、张旭东、邓永生、陈奕璇、冉闽、李敏、蒋绿利、石文豪、吴珺璇、简苏欢、余钒榕）自主研发的“智能外骨骼机器人”，以颠覆性技术创新回应行业痛点，为康复医疗领域注入科技新动能。
核心技术突破：智能化、精准化与可持续化
在核心技术突破上，智能外骨骼机器人的核心技术突破聚焦于智能化、精准化与可持续化三大方向：在智能化方面，通过集成多模态传感器（如压力、运动传感器）与AI自适应算法，实时解析人体动作意图并动态调整助力模式，同时，结合中枢模式发生器的节律性神经刺激，加速运动功能重塑，为医疗康复提供突破性支持。精准化则体现为仿生关节设计与高精度控制，实现零误差步态矫正与功能重建，并在工业场景中精准辅助搬运、装配等作业，显著提升效率并降低损伤风险。可持续化则依托轻量化材料减轻自重，结合能量回收机制延长续航，同时，动力系统与能源管理的创新突破，为外骨骼在老龄化社会及户外场景的应用铺平道路。这些技术突破正推动外骨骼在医疗康复、工业助力和养老领域加速落地，重塑人类行动能力的边界，主要为以下三点：
一、嵌入式智能中枢：高算力芯片与自适应算法融合。作为外骨骼系统的核心控制单元，团队自主研发的“智慧大脑”芯片采用异构计算架构（使用物联网传感芯片和ARM架构嵌入式计算平台相结合），集成高性能算力模块与低功耗设计，实现多模态传感器数据（如肌电信号、惯性测量单元、压力传感器）的实时融合处理。基于个性化康复模型，系统可动态检测运动轨迹规划，为患者提供精准的力学辅助与运动纠偏，同时通过边缘计算技术确保医疗场景下的数据安全性与响应实时性。
二、增材制造技术：轻量化结构与定制化生产。团队将3D打印工艺应用于外骨骼关键结构件的制造，显著降低材料损耗与生产成本（降幅达80%以上）。轻量化树脂架结合仿生蜂窝结构设计，在确保力学强度的同时，实现“患者体型-外骨骼形态”的毫米级适配。该技术突破传统批量化生产模式，推动“一人一机”的精准医疗范式落地，并为后续大规模临床应用奠定产业化基础。患者在康复医院拍摄CBCT、X光片或者根据腿型结合动作捕捉数据进行3D建模设计并进行3D打印。
三、人机交互优化：仿生动力学与生物力学融合设计。基于人体运动生物力学模型与动态阻抗控制技术，外骨骼关节自由度与人体自然运动曲线高度契合。通过柔性驱动单元与压力自适应调节系统，有效降低运动过程中的剪切力与局部压强，穿戴舒适性提升60%以上。此外，系统内置的康复评估模块可实时监测患者肌力恢复数据，结合云端AI分析平台生成动态康复方案，显著缩短康复周期并降低二次损伤风险。
教育创新实践：跨学科协同与产学研深度融合
在研究过程中，我们智能外骨骼机器人的教育创新实践以跨学科协同与产学研融合为核心，推动技术研发与人才培养双向赋能。主要为以下三点：
一、多学科交叉培养：复合型人才孵化机制。项目团队构建了“机械工程-计算机科学-生物医学工程”三元协同育人体系。机械工程专业主导结构设计与材料优化，计算机团队负责嵌入式系统开发与算法迭代，生物医学团队则通过临床数据验证与人体工学评估完善产品功能。这一模式打破了学科壁垒，使学生通过真实项目实践掌握复杂系统开发的全流程能力。
二、产学研一体化：技术转化与行业赋能。依托重庆市智能康复装备工程技术研究中心，团队与三甲医院、康复机构建立联合实验室，推动外骨骼技术从实验室到临床的快速转化。学生通过参与技术迭代、临床试验及用户反馈分析，深入理解行业痛点，培养“技术研发-市场需求”双维驱动的创新思维。
三、科普与普惠：科技向善的社会责任践行。项目团队联合公益组织发起“科技康复进社区”活动，通过外骨骼技术演示与康复知识科普，提升公众对智能康复设备的认知度。此举不仅助力“健康中国2030”战略实施，更激发青少年对STEM（科学、技术、工程、数学）领域的兴趣，为社会培育兼具技术能力与人文关怀的新一代工程师。
未来展望：技术迭代与生态构建
智能外骨骼机器人不仅是康复医疗领域的里程碑式创新，更标志着“科技+教育+产业”协同发展模式的成熟。随着脑机接口（BCI）、数字孪生等前沿技术的融合应用，外骨骼系统将向更高阶的神经康复与居家康复场景拓展。重庆机电职业技术大学团队将持续深化与全球顶尖科研机构的合作，推动技术标准制定与产业生态构建，为全球数亿运动功能障碍患者提供“中国智造”的康复解决方案，助力人类健康福祉迈向新纪元。（通讯员：何颜明）
【责任编辑：刘斐】
