研发人体外骨骼，这名“暖城”高中生为何如此不一般？
央广网2024-12-14 18:09
央广网鄂尔多斯12月14日消息（记者邵玉琴）外骨骼与人形机器人、甲匠秀DIY……随着《流浪地球2》的爆火，带有“未来感”的外骨骼机器人走进大众视野，从而引发更多科技爱好者对外骨骼机器人的奇趣探秘。
近日，内蒙古鄂尔多斯市高中生白政翰送给自己的成人礼是一张刚刚核发的公司营业执照，而这家新公司的主营业务就是关于有源助力人体外骨骼项目研发。
白政翰在2024外骨骼与人形机器人开发者交流论坛上展示作品（左三）（央广网发 受访者供图）
这名高中生不一般，上学与研发两不误
“执着、专注、活跃、坚持。”这八个字是白政翰爸爸对儿子的总体评价。
在白政翰抖音账号“中东不等式”的签名里，他自嘲自己是“极客一枚”。所谓“极客”，被解读为高智商、疯狂依赖电脑和网络的“宅人”。
今年刚刚18岁的白政翰是康巴什高级中学（鄂尔多斯市第一中学东校区）高三学生。
在学校一间上百平方米的无人机社团活动室里，摆放着电路板等各类机械物料，还有上肢、腰部、下肢等多个区域的穿戴设备。这个活动室里装着白政翰和无人机社团同学对科技世界的孜孜探索，还有对机器人未来发展的无限憧憬。
眼下，正是备战高考的关键期，白政翰忙着复习，课余时间，会和合作伙伴来到活动室，扎进编程、设计的“数字空间”。
爸爸说，儿子从小喜欢玩积木、乐高以及各种机械类益智玩具，小学期间喜欢上编程。对于儿子的爱好，白政翰的父母倾力支持，并提供力所能及地鼓励和支持。
长大后的白政翰尤其热衷于科技类的东西，喜欢摄影摄像，研究无人机。他领到了ASFC无人航空器驾驶证，还在各类全国性比赛中拿到过奖项。白政翰不仅喜欢飞行，还着迷于无人机拆装，探究其中奥秘。
上了高中以后，学校设有无人机社团，白政翰报名参加，学校还给他们提供了专门的研发活动场所，他开始自学嵌入式开发。这种技术采用软硬件结合，为特定硬件设备编写软件，让其能按照预期的功能工作。如今，嵌入式设备进入千家万户，如智能家电、智能手表、汽车控制系统等都属于这类设备。
白政翰用嵌入式技术做过一些小东西，如夜视仪，还研制了自主穿越机，参加过很多无人机比赛。在2023年的第七届全国青少年无人机大赛中，他荣获高中组个人飞行赛全国三等奖。
2023年底，他发现人体外骨骼的研究比较热门，开始研究有源助力人体外骨骼项目，并和有同样爱好的同学一起组建了研发团队。选材、测量、编程、设计、制作样机……在平时的研发中，他要经常像一名“机甲战士”，穿着装备，测试人机交互。
“历时4个月的项目研发，历经数不清的困难和瓶颈，两个高中生和一个大学生，一路突破，完成了产品的多次迭代。”这是白政翰在网上与网友们互动时的感慨之言。目前，他们和团队的研发成果已经提交了国家专利申请。
“机械铁拳不是梦……”这款神秘的专利留给了机器人爱好者们无限期待与遐想空间。
从北疆内蒙古到江南水乡，从“暖城”到“江城”，还是一名高中生的白政翰受邀请参加外骨骼人形机器人开发者交流论坛等各类相关活动。他也会利用外出机会学习考察，不断充实自己。
眼下，他们的团队已与高校、外骨骼人形机器人开发企业建立了合作关系，后期计划将研发成果投入量产。
爸爸表示，他压根儿不会想到，儿子能搞出这么大的名堂。
人体外骨骼，“钢铁侠”如何服务大众生活？
“外骨骼技术是在人体各个关节和活动部位安装上驱动器，通过传感器预测人体动作。加上一套控制算法，让外骨骼预测人类行为，从而帮助人类工作。”在接受媒体采访时，白政翰解析了他的外骨骼机器人应用原理，“在提起几十公斤的物体时，体感像只搬了几公斤，感觉没花多大力气。”
那么，何为外骨骼机器人技术？
记者了解得知，外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算，为操作者提供可穿戴机械装置的综合技术，也称“可穿戴的机器人”。可增强人的力量、耐力或行动能力。
人体外骨骼分为无源和有源两大类。无源外骨骼不依赖电池或马达等动力装置，主要利用弹簧、减震器或支撑杆等机械结构来分担部分压力，增强某些动作，让使用者在搬重物或进行重复性劳动时，感觉更轻松，不容易疲劳。
有源外骨骼则配备了电池、马达或绳驱、液压系统，通过传感器检测人的动作意图，主动提供动力，帮助使用者完成一些他们自己可能做不到的动作。如行走困难者想抬起一条腿时，传感器会检测到他的动作，立即驱动马达帮助他抬腿，让他更容易迈步。
据了解，该技术已应用于工业生产、应急救援、医疗康复、养老、军事等领域。2023年，上海市印发《上海市促进智能机器人产业高质量创新发展行动方案（2023-2025年）》，指出将积极推动外骨骼机器人、养老护理机器人在养老服务场景的应用。
人工智能+科创教育 暖城暖人暖未来
“学校育人，环境养人。”白政翰爸爸认为，儿子的成长与个人兴趣爱好和自身努力有很大关系，也与学校的培养和鄂尔多斯市的教育大环境分不开。
近年来，鄂尔多斯市在持续打造“暖城”名片。“暖”字契合的是资源背后潜在的能量，而打造一座真正“暖情”“暖人”“暖未来”的城市，才是其真正注解。
创新科技教育，点亮青少年科学梦想。近年来，鄂尔多斯市在基础教育阶段强化科技创新教育，大力弘扬科学家精神，培养学生创新思维，强化学生动手能力，为广大青少年点亮科学梦想。
一件件可圈可点的创新举措、一串串温暖闪耀的数字，串起了“暖城”的科技之光。
在硬件设施上，打造了一批集展示展览、科学教育、互动体验、学习交流于一体的青少年科普研学基地，坚持公益性原则向青少年免费开放。以各中小学校为载体，通过组建社团、搭建平台、推动赛事等举措，全力打造科技创新教育新高地。
2024年，邀请物理学、能源学、生物学等方面的科学家开展30余场科普进校园活动，让学生近距离感受科技发展和科学家精神的魅力，激励广大青少年厚植家国情怀，立志创新报国。遴选100所学校开展人工智能教育，统筹提供128节人工智能教育课程资源，组织学校在信息科技课程基础上，每校每学期另外开展6节人工智能课程。
通过“请进来”“走出去”的方式，高质量组织开展多轮次教师培训，涵盖编程教育、3D打印、无人机、创意制造、人工智能等领域。累计培训教师1万余人次，有效提升科技教育教师的业务水平。
举办科技动漫嘉年华、人工智能挑战赛、青少年科技创新大赛、“小小科普讲解员”大赛等，组织学生体验人工智能、AR/VR、脑科学、机器人等前沿科技设施设备，引导学生崇尚科学、热爱科学，培养创新能力。截至2024年11月，该市中小学生共获得自治区及以上奖项831项，创历年新高，其中自治区级奖项612项、国家级奖项219项。
点燃科创星火，逐梦“暖城”未来。康巴什区教育体育局综合办公室的李德亿表示，在科学教育“高光”之下，“暖城”正在用行动点亮未来。
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