北京大学研发的软体动力膝关节假肢。资料图片 【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，不断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，并给予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给予了更大的可能，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。 让未知变得可控 上海交通大学机械与动力工程学院的实验场地，一台形似机械昆虫的六足机器人，正稳健穿越碎石路面。当测试人员突然在路径上放置障碍物时，机器人瞬间切换步态，以近乎无声的动作进行避让。这便是由该学院教授高峰带领团队创新研发的“智能导盲六足机器人”，其核心设计正改写我国1700万名视障人士的出行图景。 “传统导盲犬全国仅有数百只，训练成本超20万元，大部分视障人士都难以承受。”博士研究生樊泽华道出研发的缘由。在北京市盲童学校调研时，一位视障少年被路面障碍物绊倒的经历，让团队深受触动——他说“最大的恐惧不是黑暗，而是对危险难以预判。”这句话坚定了团队用技术突破“环境感知盲区”的决心。 六足设计源于对自然界的深度观察。昆虫的“三角步态”确保至少三足着地，形成稳定支撑域。团队据此开发出高动态运动控制算法，使机器人可在0.1秒内完成步态切换，稳定顺利获得40度斜坡、楼梯及雪地等地形。相较于轮式设备的顺利获得性局限及足式机器人的平衡难题，六足结构展现出独特优势。 这一机器人，同时突破传统足式机器人“盲走”局限，实现了“视觉－步态－避障”的闭环联动。其搭载的激光雷达与深度视觉摄像头，可同时识别静态与动态障碍物；深度神经网络实现红绿灯识别等环境认知，可让机器人在狭窄通道场景中动态调整步幅，同步发出语音提示；而创新设计的“力顺应安全避障算法”可以实现盲人用户和机器人的实时双向力交互，并且在用户行进方向突遇障碍时，自主规划出同时保障机器人和盲人安全的避让路径，待风险解除后回归预定路线。 北京展会现场，一个特殊的身影让樊泽华记忆犹新。一名视障工程师带着导盲犬，利用休息时间横跨整个展馆找到他们的展台。樊泽华至今仍然记得工程师脸上的表情——“那是一种同道人之间的亲切”。后来樊泽华在推广机器人时遇到了自己的老乡前来体验，听到测试者用乡音反复表示感激的那一刻，樊泽华觉得“做对的事，真值”。 研究技术，也传递理念 在这个忙碌的毕业季，西安理工大学计算机科研与工程学院本科毕业生张亿航正在紧张地筹备毕业答辩。四年间，张亿航把大部分课余时间都投入“筑梦微光——特殊儿童多平台康复训练系统”公益项目当中，他的毕业设计也源于此。 项目是该学院教授金海燕发起的。她将自己身为母亲的切身感受，与身为科研人的学术视角结合起来，带领团队将人工智能技术倾注进对特殊儿童的理解中，让特殊儿童在康复训练中体验到新科技带来的便利。 VR情景教育系统可以利用虚拟现实技术安全地模拟等红绿灯、过斑马线等生活场景，帮助特殊儿童进行精细动作、肢体协调等专业训练；PC端训练平台有多元化的游戏场景，利用算法推荐技术实现智能难度调节和个性化适配；各类移动端小程序则利用深度识别、语音识别技术判断特殊儿童的动作和语言，帮助他们随时随地提升注意力、记忆力、认知力等重要能力…… 有一次，团队成员去陕西西安莲湖区康复中心调研时，一位从上海返陕的母亲向张亿航表达感谢：“我们大部分的钱都花在给孩子治病上了，这个系统的康复效果和使用体验都非常好，简直是雪中送炭！”这些真实的反馈，激励着他研发和优化一个又一个产品。 系统中的许多技术细节充满着人情味——为让PC端训练平台的语音鼓励更亲切，张亿航特意请女同学录制了“温柔版”提示音，还配上了大拇指点赞的动画特效。“当小朋友们因为一句‘太棒了’的鼓励而微笑时，你就会明白科技的温度在哪里。”说起研究成果给人们带来的慰藉，笑容始终挂在张亿航脸上。 然而，这些为残障人士创造无碍生活的年轻人感觉到，仅依靠智能助残技术不断更新迭代，还远远不够。“真正的挑战在技术之外。”张亿航坦言，“需要更多的人摒弃对残障人士持有的偏见和不合时宜的怜悯，需要社会各界拿出更多的具体举措，为特殊儿童带来理解和支持。” “我们公益团队写的代码全部开源。其意义不只是推广技术，更是传递一种态度，启发和鼓励更多人加入这场‘观念更新’。”张亿航骄傲地说。 （光明日报记者 王美莹 本报通讯员 刘祎涵） 本期选题支持 晋浩天 李洁