10月25日，瑞士苏黎世，一位胸前印着中国国旗的女士操控着机械右臂飞快地拧灯泡、转钥匙、提重物、穿衣晾衣......这一场景并非科幻电影的赛博世界，而是第三届全球辅助技术竞赛CYBATHLON（又称“半机械人仿生奥运会”）上的真实比赛。
这位女“钢铁侠”名叫徐敏，与她并肩作战的研发团队成员大多来自东南大学机器人传感与控制技术研究所宋爱国教授的“师门”，带团领队胡旭晖是宋爱国的毕业博士、现为中国科学院苏州生物医学工程技术研究所青年博后。经过两天三轮的比赛，团队攻克了一个个人机交融难题，最终以90分的优异成绩斩获“上肢义肢”组世界冠军，创造了中国科研团队在全球顶级科技助残赛事中的最好成绩。
徐敏在拧灯泡。受访者供图
“我们就是奔着前三去的”
据介绍，全球辅助技术竞赛由瑞士苏黎世联邦理工学院创立，是一项专为残障人士与先进科技辅助设备结合的国际性赛事。2016年在瑞士举办首届以来，总决赛每四年举办一次，其间会举办年度挑战赛。但总决赛技术难度更大，竞争也更加激烈，本届更吸引了26个国家、76支队伍参加角逐。
作为此次比赛的领队，胡旭晖告诉记者，研发团队对于这次比赛做了充足的准备。
总决赛开始之前，该团队曾参加过两次年度挑战赛，分别摘得第一名和第三名。今年九月份，胡旭晖借着去欧洲学术交流的机会，带着样机提前来到了参赛地“踩点”测试。“我们踩点时候发现，像拉拉链这样的小任务跟国内的训练的不太一样，当时还有点慌。”回忆起备赛时期，胡旭晖还能想起那种紧张。虽然距离比赛剩余时间不多，但他依然想把握最后调整的机会。“我们做了充分的预案，及时调整了设备，一切还在掌控之中。”
在胡旭晖心中，参加四年一次的总决赛是给自己的博士课题研究画一个圆满的句号，而这个句号他从研究生阶段就开始了不懈追逐。
2016年，胡旭晖读研时加入宋爱国团队，开始参与假肢项目。但他很快意识到，在硕士阶段难以完成自己的项目。怀着“把它做得圆满一点”的想法，他决定继续读博。在读博期间，胡旭晖通过苏州残联认识了假肢受试者徐敏，两人从此成为了长期合作的伙伴。2022年，临近毕业的胡旭晖向导师表达了参赛的强烈意愿。
宋爱国团队强大的技术支撑为他们进军国际顶级赛事奠定了基础。自2007年起，该团队就开始从事肌电假肢相关研究，也曾在国内多项假肢赛事中取得优异成绩。2018年在宋爱国主持的国家自然科学基金“共融机器人基础理论与关键技术研究”重大研究计划重点项目报告会上，多位专家就鼓励团队挑战这项全球助残技术的顶级赛事，于是胡旭晖在2020年就开始熟悉赛事规则，但受到疫情影响，当年比赛改成了线上形式。直到2022年，胡旭晖提出线下参赛的想法，这一提议得到了导师的全力支持。
导师的支持给了胡旭晖十足的信心。2022年底胡旭晖从东南大学毕业后进入中国科学院苏州医工所工作，依然与导师密切协作、合力备赛。他们在2023年开始参加年度挑战赛，通过不断调整优化假肢功能、分析国外队伍比赛录像、与参赛选手徐敏紧密沟通，稳步提升技术水平。“我们认为我们技术足够好，加上徐敏心理素质和配合程度也很高，所以我们就是奔着前三去的。”
就这样，胸前顶着中国国旗的“钢铁侠”队伍不但实现了“奔着前三去”的目标，还站上了最高领奖台。他们的比赛视频也在网络上引发了热议和关注，网友惊叹：“我们已经从碳基生命进化到硅基生命了吗？”
中国队伍在冠军领奖台上。受访者供图
从航天机械臂到民用假肢
这项让网友惊叹的“黑科技”的灵感最初来自宋爱国教授一个“大胆”的想法。
1993年，宋爱国参与了应用于载人航天、探月工程的空间应用临场感机器人技术研究。随着科研的不断深入，他开始思考：能不能将这些技术应用到民用的假肢机械臂中呢？“因为核心技术是相通的，都是围绕力感知、力反馈、力控制及人的运动意图识别，但在不同场景需要解决一些特定的问题。”
2000年，他将核心技术将核心技术首次应用于医疗机器人领域，研制出全球首台人工智能放射性粒子介入机器人。2007年，他再将技术拓展到民用的假肢领域，将技术造福更多人。
然而，要打造一款真正完美的假肢并非易事。宋爱国指出，民用假肢相比深海或太空机械臂，在体积变小的基础上，为了辅助残障人士实现复杂的动作，假肢臂要更像“人”。
宋爱国介绍，人在做出某个动作前，先由大脑感知环境产生脑电波，通过脊髓传递肌电信号来控制肌肉继而完成动作。而截肢后的残障人士肌电信号会有所不同。因此假肢对肌电意图识别要非常灵敏准确，从而使动作流畅自然。
17年来，宋爱国一直朝着更像“人”的假肢臂研究目标前行。2009年宋爱国团队的初代假肢产品问世，但他并没有很满意，用户反馈在力控制等方面还不够平滑，于是团队结合意见继续优化，2012年推出了更成熟的第二代产品。“现在市面上60%的上肢假肢产品都是我们第二代产品。”宋爱国说。他们的研发并没有止步于此，2019年推出了带有语音交互功能的第三代，2020年又为“排雷英雄”杜富国研制新型力触觉感知智能肌电假肢。
对于在“奥运会”表现突出的假肢机械臂，宋爱国称这算是第五代产品的技术，“我对我们的技术很有信心，对学生也很有信心。”
“血肉苦弱，机械飞升”？
“血肉苦弱，机械飞升”是网友在评论比赛视频时的科幻叙事，形容人类通过技术突破肉体局限，向更强大机械形态进化的未来愿景。面对网友的联想，宋爱国坦言，机械手臂虽然在某些方面超越了人类，但距离人手的真正灵活性和高度感知还存在显著差距。而在残障群体中，上肢假肢的弃用率较高，原因在于有些使用者觉得“多花时间去适应它，不如用一只手方便”。
谈及机械手臂的未来，宋爱国表示，他们目前在研究柔性假肢及更精细的感知功能，试图加入人造皮肤，使假肢的触感更接近真实的手臂。通过比赛，胡旭晖也从其他团队的作品中汲取了灵感，看到研制仿生手臂的多种实践可能。
宋爱国坦言，国内假肢研发领域仍存在许多实际问题。比如，人才储备不足。该领域属于交叉学科，需要在康复医学、仿生学、人工智能、计算机等多个领域的融合。“最近几年，国内开始重视培养这样的复合型人才。”采访期间，他正准备前往青岛参加康复大学的学术活动，与同行交流学习更多关于康复设备、假肢、医疗机器人等领域的最新进展。他期待在国内看到更多年轻人才投身这一事业。
回忆起自己的科研初衷，胡旭晖说：“当时宋老师给我这个课题方向时，我觉得特别科幻，而且还能帮助更多人，很有意义。”
如今，他们不仅站在世界最高舞台证明了自己，也将“科幻梦”融入我们的现实世界，为更多有需要的人带去希望和改变。
本文链接：中国“钢铁侠”登上最高领奖台，创造我国最好成绩http://www.llsum.com/show-11-14308-0.html
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