科创中国

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随着社会的不断发展，我国面临着日益严重的人口老龄化问题和数量庞大的残疾人群问题。截止到2014年底，我国60岁以上老龄人口已达 2.12 亿。根据第六次全国人口普查和第二次全国残疾人抽样调查的结果推算，2010年末我国残疾人总人数为8502万人，其中肢体残疾2472万人。下肢外骨骼是一种可穿戴的人机一体化机械装置，将人的智力和机器人的“体力”完美地结合在一起，在医疗康复和助力等方面具有广泛的应用前景。团队技术成熟，目前寻求横向技术开发，以及纵向省市、地区的专项申报。

下肢外骨骼是一种可穿戴的人机一体化机械装置，可重建和增强穿戴者的下肢运动能力，在助老助残、医疗康复和军事救灾等领域具有广泛的应用前景。下肢外骨骼本体通过一系列环节和人体耦合在一起。作为以人为中心的人机协同系统，下肢外骨骼的首要任务是与人体协同运动并实现助力功能。当下肢外骨骼与人体运动不同步时，将对穿戴者的运动产生干扰。 由人体下肢运动机理分析可知，人体下肢单腿共有8个自由度：髋关节3个，膝关节两个，踝关节3个。人体下肢行走过程中，髋关节、膝关节以及踝关节在矢状面的屈-伸自由度是必不可少的，外展-内收自由度主要起保持运动平衡的作用，内旋-外旋自由度主要用于转向和提高人机运动的协调性。故设计下肢外骨骼机器人时，矢状面的3自由度是必不可少的，因此，本文设计的下肢外骨骼在矢状面内具有6个自由度，单腿髋、膝、踝关节各有1个自由度，其中髋关节和膝关节为主动自由度，踝关节为被动自由度。通过背带完成下肢外骨骼与人体的耦合，同时外骨骼与人体腰部及大小腿之间通过绑带进行连接。设计的腰围调节器、大小腿杆长调节器可调节下肢外骨骼本体的结构参数，以适应不同身高和体重的穿戴者。

任彬 副教授/博导/上海大学人工智能与医工交叉研究中心副主任 研究方向：重点展开人工智能、智能制造系统、并联机器人和人机交互技术等领域的研究工作。主持国家自然科学基金-面上项目等6项国家及省部级项目。发表（SCI/EI刊源）论文30余篇，专著2部。2013年入选香江学者计划， 香港学者协会会员。