風(fēng)靡全球的“冰桶挑戰(zhàn)”讓“漸凍人”群體已經(jīng)走進了公眾視線?！皾u凍人”患有“肌萎縮側(cè)索硬化癥”，是一種肌肉萎縮、難以控制身體自主移動的罕見病癥。在第十四屆全國“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外科技學(xué)術(shù)作品競賽終審決賽上，西安電子科技大學(xué)“睿眼隨行”團隊憑借為“漸凍人”量身定制的新型“智能輪椅”，一舉奪得一等獎。
做腦電波控制的機器人
在大一時，西安電子科大學(xué)生朱翊和他的同班同學(xué)馬璁因一個偶然的巧合，接觸到了腦電波信號檢測技術(shù)，兩人對此產(chǎn)生了很大興趣，制作一個由腦電波控制的機器人的想法由此誕生。
在參加大學(xué)生國家創(chuàng)新訓(xùn)練計劃時，他們制作了最初的第一代機器人。該機器人可以通過腦電波控制行走的方向，通過安裝攝像頭實現(xiàn)3D探測功能，移動時的精確度并不是很高。
“既然腦電波識別不準確，那么能不能讓我看向左，它就朝左走，看向右它就向右走呢？”朱翊又有了新的感悟，“因為距離大腦最近的就是眼睛，視覺與運動又有著密切的聯(lián)系，雖然之前也考慮過使用陀螺儀傳感器，但控制起來較為繁瑣，綜合考慮多種方案之后，最終我們選擇給它添加人眼識別系統(tǒng)?！?br />
從機器人到智能輪椅
那么，如何捕捉眼球微小的變化呢？如何應(yīng)對不同使用環(huán)境下光線的差異呢？這又是一個新難題。“剛開始的人眼識別系統(tǒng)采用的是傳統(tǒng)攝像機，室內(nèi)環(huán)境、遮擋物、天氣等因素都會導(dǎo)致圖像難以辨別?！苯?jīng)過多次嘗試，團隊發(fā)現(xiàn)紅外線攝像頭可以準確獲取輪椅使用者的眼部圖像，經(jīng)過這一改進，“睿眼隨行”輔助輪椅的雛形——由眼球和腦電波雙重控制的機器人誕生了。
忙碌了兩年，改進后的機器人各項性能上都優(yōu)于第一代機器人，團隊便開始致力于提高作品的實用性，將機器人改造成輪椅，使其更好地為社會服務(wù)。
談及輪椅這個實用性的想法，團隊成員馬璁說：“漸凍癥患者雖然他們的手和腳無法自由運動，但靠近腦部的眼睛還是健康的，為何不讓我們的機器人帶著他們四處走走呢？”
從機器人到輪椅的轉(zhuǎn)型過程并非一帆風(fēng)順?！拔矣幸淮螞]注意到一個小電阻，測出來的數(shù)據(jù)差異很大，卡了半個多小時。還有一次，我把同樣的代碼復(fù)制一遍，編譯器甚至也會報錯?！眻F隊的成員們對各自奇奇怪怪的經(jīng)歷都記憶猶新，“在實際操作中就會發(fā)現(xiàn)，這種不起眼的小錯誤有很多，只能一點點地慢慢排除?！?br />
已經(jīng)申報國家專利
對于使用者來說，這款輪椅操作起來十分簡單。操作者只需要稍微專注地平視前方，輪椅就會向前移動，眼睛向左、向下看，輪椅就會向左、向后移動。除了平常的移動操作之外，輪椅還設(shè)有緊急開關(guān)。在輪椅移動的時候，只需要眨一下眼睛，這套系統(tǒng)就會立即停止。更方便的是，這套“睿眼隨行”控制系統(tǒng)可以安裝在各種傳統(tǒng)輪椅上，使用者可根據(jù)自身需求購買輪椅，再對其進行改造，使其能真正做到“睿眼隨行”，具有很高的普適性。
目前，這款輪椅已申報了國家專利。對于作品的后續(xù)完善和推廣，團隊表示，這件作品還有許多可以完善的地方，比如可以設(shè)計一個簡潔的用戶界面，讓不同的使用者在調(diào)整參數(shù)時更直觀、便于操作，輪椅的控制穩(wěn)定性也可以進一步提高，在外觀設(shè)計上也可以變得更美觀。
（文/西安日報·張 瀟 王朱丹）
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