暑往寒來，巴黎奧運賽事燃情了整個夏天，經(jīng)久不散。但鮮少有人知道，接棒此盛事，另有一項特殊的奧運會在瑞士按部就班地開展，即“全球輔助技術(shù)奧運會”（又稱“半機械人仿生奧運會”）。這是由瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院創(chuàng)立的非營利性項目，是一項針對殘障人士與先進(jìn)科技輔助設(shè)備結(jié)合的國際性賽事。不同于競技體育，此項賽事的參賽運動員更像是科技裝置的操縱者而非運動員，全程必須使用輔助性的機械動力裝置來完成比賽，只因賽事宗旨便是促進(jìn)幫助殘障人士輔具技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化加速，讓更多殘障人士受益于科技進(jìn)步帶來的便利。

雖然比賽創(chuàng)辦時間尚短且還不聞于世，但業(yè)內(nèi)卻已有許多有識之士將亮相于此賽事作為自己職業(yè)生涯的重要目標(biāo)，東南大學(xué)和中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所的“90后”科研團(tuán)隊便是如此。而這些年輕人無疑都是甘于拼搏且無比幸運的，在數(shù)日前落下帷幕的第三屆大賽中，與他們一直并肩作戰(zhàn)的臺前伙伴——來自蘇州的參賽殘疾人選手徐敏，經(jīng)過兩天三輪的預(yù)賽、決賽比拼，最終以90分的優(yōu)異成績戰(zhàn)勝法國隊和意大利隊，榮獲大賽“上肢義肢”組冠軍。

第三屆全球輔助技術(shù)奧運會中國代表團(tuán)留影

毫不夸張地說，這是賽事中競爭最為激烈的組別之一。選手們要一次性完成義肢提重物、雙臂協(xié)作、精細(xì)物體抓取、盲盒抓取等10個義肢操作任務(wù)，以任務(wù)完成數(shù)量和完成時間判定成績。此次摘得桂冠的中國代表團(tuán)，僅由7人組成，除了參賽選手徐敏，有5位科研人員都來自東南大學(xué)機器人傳感與控制技術(shù)研究所宋愛國教授團(tuán)隊，其中的帶隊“師兄”，是已經(jīng)入職中國科學(xué)院蘇州醫(yī)工所的青年博士后胡旭暉。值得一提的是，他也是此項項目得以成型的關(guān)鍵。

胡旭暉（左）與徐敏

相逢于微時

2019年，正師從東南大學(xué)教授宋愛國讀博的胡旭暉成功研發(fā)出了自己職業(yè)生涯中的第一款“機械手”，并為此廣泛征集、尋找受試者，希望得到殘疾人同胞們的“一手反饋”。也是這時，早早因事故而失去右前臂的徐敏得以走進(jìn)他的視野——

1992年，僅有17歲的徐敏在電扇廠里上班時，被60噸的液壓沖床壓斷了右小臂，從此落下殘疾，只能學(xué)著用左手練習(xí)吃飯、寫字、搬東西……后來，徐敏所在的工廠因經(jīng)營不善而倒閉，她又因為身有殘疾在多次求職中反復(fù)受挫。于是，2003年，徐敏開始自主創(chuàng)業(yè)，做過房產(chǎn)中介也開過超市，多以失敗告終。2008年，她又開起了飯店，生意因勤勞而風(fēng)生水起。2017年，當(dāng)交規(guī)被修訂，放開了單側(cè)手掌缺失殘疾人的駕駛許可之后，徐敏馬上就去考了一個C5駕照，雖然她只能駕駛經(jīng)過專門機構(gòu)改裝過的車，但她從未因此而放棄完整生命體驗的信念。

正所謂，自助者天助之。最終，蘇州市殘聯(lián)為胡旭暉的“神奇”裝置和徐敏牽了線。盡管這個叫胡旭暉的年輕男孩，在徐敏失去右前臂的時候都還未出生，但他卻在徐敏之后的人生中給了她重新操縱“右手”的奇妙體驗。

實驗中的胡旭暉（左）與徐敏

二人相識于微，卻成了彼此極為信任、相互扶持的科研合作伙伴。2022年，胡旭暉從東南大學(xué)畢業(yè)，去了中國科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所工作。在那里，他不斷推進(jìn)項目的進(jìn)展，也繼續(xù)和導(dǎo)師宋愛國教授合作，賡續(xù)人機交互機械手的研究。徐敏的右手也跟著換了又換。

胡旭暉說：“我當(dāng)時正在設(shè)計攻關(guān)一款‘智能手’，這款‘智能手’可以初步實現(xiàn)正常手臂的作用，所以就不斷邀請徐敏來試戴。為了讓她戴得舒服，我多次調(diào)整了‘智能手’的細(xì)節(jié)?！倍@款“智能手”的最終版使用了3D打印技術(shù)，連接假肢結(jié)構(gòu)件與假肢接受腔的零部件通過3D打印可以使整個“手”的重量大大減輕，且能同步快速控制手和腕兩個關(guān)節(jié)，得到了徐敏的高度贊賞。

從生活走向賽場

“參加全球輔助技術(shù)奧運會一直是我的目標(biāo)，這項比賽在國際上很有影響力?！焙駮熞恢币詠矶疾涣弑磉_(dá)自己的信心與勇氣，“一方面，我希望通過參加比賽向世界展示中國助殘康復(fù)機器人領(lǐng)域的前沿成果，以及我國殘疾人康復(fù)事業(yè)取得的成績。另一方面，也能夠通過對標(biāo)全球助殘康復(fù)最新技術(shù)和產(chǎn)品，去其糟粕、取其精華，進(jìn)一步推動我國新一代康復(fù)產(chǎn)品的自主研發(fā)、推廣運用和升級換代，造福更多殘疾朋友?！?/p>

既然選擇向前，風(fēng)雨兼程便是常態(tài)。賽場不同于生活，對義肢靈活性與準(zhǔn)確性的要求都大幅提升，尤其還是在殘疾人控制義肢的信號源非常有限的環(huán)境中，確保手指、手腕的可靠運動更是重中之重。

“所以，我們?yōu)樾烀袅可矶ㄖ屏舜┐魇郊鐜?，肩帶?nèi)配有拉伸傳感器，可以監(jiān)測徐敏弓背時的肩膀運動狀態(tài)。傳感器通過監(jiān)測肩部位移信號，與殘肢端獲取的肌電信號協(xié)同，控制手指的開合角度以及手腕關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度。弓背角度越大，肩部的位移量就越大，手指開合度也越大。反之亦然。”胡旭暉介紹道。

比賽中，選手要抓取的物體、完成的動作差異很大，有時要能精細(xì)地擰燈泡、反轉(zhuǎn)手腕摞杯子，有時又要能提礦泉水瓶、握榔頭、拎水壺。那么，“如何控制此間力道”又成了問題。對此，宋愛國教授回應(yīng)道：“團(tuán)隊在義肢的手指上植入了力觸覺傳感器，用它來檢測抓取物體時，義肢抓取力的大小和力的分布，可以通過震動刺激將信號傳給手臂。如果抓取力越大，震動刺激就越強烈，選手就可以根據(jù)震動強度，決定要施加多大的力?！?/p>

徐敏的奪冠“機械手”

“同時，我們在義肢手指上設(shè)置了4個不同的抓取區(qū)。第一個功能區(qū)做得盡量水平，以便抓取紙片、藥匙這些平直物體；第二個功能區(qū)做成內(nèi)嵌的圓弧狀，以便能握住榔頭、瓶子等物質(zhì)；第三個功能區(qū)做成半球面，可以抓珠子等圓形物體；第四個功能區(qū)設(shè)置在手指的兩個關(guān)節(jié)處，便于做拎水壺等負(fù)重動作時固定物體位置。”胡旭暉適時補充。

當(dāng)然，各種細(xì)節(jié)是很難面面俱到的，比如，為了讓義肢穿過遮擋的毛刷，在肉眼看不見物體的情況下“開盲盒”。團(tuán)隊在義肢手指中安裝了攝像頭充當(dāng)“眼睛”，通過視覺識別技術(shù)將捕捉到的圖像信號轉(zhuǎn)化為光信號輔助徐敏完成抓取。透過賽場上凝神屏息的分秒倒數(shù)，徐敏成了所有參賽團(tuán)隊中唯一完成相應(yīng)任務(wù)的選手。諸如此類的例子不勝枚舉，這既體現(xiàn)了胡旭暉團(tuán)隊的別出心裁與細(xì)心周全，更是他們對科技助殘事業(yè)發(fā)自心底的熱愛使然。

未來仍遠(yuǎn)，屬于他們的科研生涯才剛剛開始，但他們眼中的道路卻已然清晰光明。“要以滿足人的實際需求為出發(fā)點開展科研”，這是他們共同的導(dǎo)師宋愛國教授的殷殷教誨，也是深埋于胡旭暉心中歷久彌新的職業(yè)座右銘。