假肢机器人
操控假肢机器人的头盔
科大宝宝
春晚的机器人街舞表演，想必给大家留下了深刻的印象，小小的机器人闪转腾挪，身手不凡，除了左右摇摆之外，还会翻跟头，是不是让你觉得很神奇？在山东科技大学机器人研究中心也有这样一些机器人，有能说会跳的迎宾机器人，有听人话的活的动物机器人，还有假肢机器人，无不让人拍手称奇。9月7日，记者来到研究中心，替大家一探这高科技玩意儿的究竟。
为迎宾而生的科大宝宝
将近两米高的个头，蓝色的外衣，大大的眼睛，扁平椭圆的脑壳，上面还装了个天线，外形非常可爱，这可不是动画片里的“天线宝宝”，这是实实在在的机器人“科大宝宝”。“这不新学期刚开始嘛，我们要让科大宝宝去迎新，现在我们正在给它做调试。”实验室的孙同学告诉记者。
记者了解到，科大宝宝是研究中心制作出来的迎宾机器人，2011年开始研究制作，前后共花了一年左右的时间，科大宝宝的头部和腹部装有显示屏，显示的是一张方形大脸，安静的时候，显示屏上面的两只眼睛瞪得圆圆的，边缘还有睫毛。据孙同学介绍，显示屏上方安装有一个用来识别人脸的摄像头，脑袋两边鼓鼓的耳朵是机器人“说话”的扬声器。胳膊上有两处关节，和人的手臂差不多，可以做好多动作。
研究人员告诉记者：“摄像头具有人脸识别功能，它会牢牢记住你的脸。如果将一个人的照片预先存储到机器人系统中，当机器人看到你的时候，摄像头会捕捉你的图像，然后作出判断，识别出站在它面前的是谁，进而作出针对性的回应。机器人胳膊里面装着电机，能弯曲，腰部也装有电机，这样它就会扭腰了。”
随后，研究人员开始演示如何与科大宝宝进行互动。只见研究人员对它说“你好”，科大宝宝就回应说“你好”，研究人员说“做个自我介绍”，科大宝宝就非常有礼貌地做了一番自我介绍，最后还唱起了《我的未来不是梦》，而且边唱边跳，又伸胳膊又扭腰，像是在做广播体操。在说话的时候，科大宝宝还会挤眉弄眼，不时做出可爱表情，在回答提问时还会不时蹦出个流行词“必须的”。
研究人员说，科大宝宝属于智能机器人，还会表演口技、朗诵诗歌，如果有人站在它面前，它还可以给对方拍照留念。不过研究人员告诉记者，科大宝宝虽然已经具备了一些功能，但是实用性还差一些，比如它只能由外接电源提供动力，这样在没有电源插头的地方，它就不能工作。所以说，这款迎宾机器人离着投入市场还有一段距离，市场价格尚无从谈起。“价格没法说，但是它的成本是确定的，目前科大宝宝的软、硬件成本，加起来在20万左右。”
活的动物也能成为“机器人”
你可曾想过，活蹦乱跳的动物也会像机器人一样，听人的话？在动物机器人实验室，研究人员给记者观看了动物机器人的演示实验，这些动物可都是真的。
只见在一个圆形盒子里 ，有一只老鼠，它的头部“粘”有一些线，线的另一端接在一台电脑上。打开电脑上的控制软件，操作界面有不同指令的按钮。用鼠标点击按钮，记者就看到了神奇的一幕。只见点击“右拐”按钮，本来在盒子里无规则活动的老鼠，开始不断地右转，之后点击“左转”，就见这只老鼠开始不停地左转。随后，鸽子机器人登场，与老鼠的有线控制不同，鸽子是无线控制的，研究人员操作仪器，鸽子就开始走方格。
研究人员解释说，动物听人控制，是通过外部施加电流，刺激动物脑部实现的。因为动物的脑部分为不同的区域，各个脑区的功能是不一样的，比如有的脑区与动物恐惧、害怕的情绪有关，如果电击该脑区，动物就会因为恐惧想躲避，所以会向前移动。控制动物左拐、右拐，道理和控制其前进是一样的。
“利用电流对动物的脑区施加影响，主要有两个难点，一个是了解动物脑区的不同功能划分，刺激哪个区域会有哪样的反应，这个必须弄清楚，还有一个是动物顶部装置的安装问题。”研究人员说，在给鸽子安装控制器的时候，将鸽子头部的部分羽毛剔除，用粘合剂将控制器粘在上面，同时将微电极刺进鸽子头部。“微电极非常细，对鸽子几乎没有影响，控制器接收到信号后，会发电，通过微电极刺激不同的脑区。但是这种安装的方式并不牢靠，因为鸽子头部被剃毛的部位会长出新毛，慢慢的控制器就被顶开了，现在我们研究，将控制器做小，埋入鸽子的皮下，这是我们目前的研究方向。
对于动物机器人的应用价值，研究人员告诉记者，由于动物机器人仍处于攻坚阶段，具体的用途并不明确，这需要结合不同动物的特性，“以鸽子为例，它们可以深入一些人工飞行器都无法到达的地方，如果想勘探那些区域，只需要考虑在鸽子身上安装一个小型的探测仪器。之后给鸽子下命令，只要让它往那个方向飞，它就会一直飞下去，并不需要考虑动力等问题，也不需要考虑人工避险，这些状况它都会自己解决，这些优势是常规飞行器所无法比拟的”。
假肢机器人，眨眼就能控制它
对它说一声“抬手”，它就乖乖地把手抬起来。说一声“喝水”，它就慢慢地把手中的杯子放在嘴边，做出喝水的动作。这不是科幻，这就是樊炳辉教授研制的智能假肢机器人。
在樊教授的实验室，记者看到一个身穿运动服、头戴感应器的假人。当樊教授发出“抬手”“喝水”等指令时，假人的机械臂慢慢地伸向工作台上樊教授激光定点的杯子，缓缓但平稳地把杯子握起来，从胸前放到了嘴边。这个可爱的假肢智能机器人，是樊炳辉教授研发的第二代假肢机器人。
这款假肢智能机器人除了听从主人“吆喝”的口令之外，还会“猜测”主人心理，主人眨巴眨巴眼睛 ，它就知道主人要自己干什么。记者在实验室看到了一个类似于自行车手戴的头盔，不同的是这个头盔上安装了一个摄像头和精密的眨眼扫描器械，通过眼睛的特殊眨动，假肢机器人会做出伸手、抓握、喝水等动作来。
除了以语音、眨眼睛来指控机器人之外，樊教授介绍，还可以“趾压”和“按键”的方式来指挥假肢机器人。现在这款假肢机器人总共可以通过4种方式来控制，满足人们在不同场合下的要求。趾压和按键的方式就是敲点樊教授发明的特殊键盘，让机器人去做自己想做的动作。
这样的假肢机器人，力量是不是很大，如果安装在人身上，是不是会成为蝙蝠侠一样的人呢？这样的问题，或许是大家最为关注的。
“没有那么科幻，目前主要是为了解决残疾人士单独生活的难题”，据樊教授介绍，目前市场上残疾人戴的假肢靠肌肉来控制移动，但是有很多残疾人他们的胳膊是整个从肩膀处切断的，这样就没有办法用断肢上的肌肉来控制假肢 。樊教授研制的这个假肢智能机器人不靠断肢肌肉控制，只要使用者嘴能说话，或者眼睛可以眨动，或者脚趾能动都可以控制智能假肢 ，即使胳膊整个被切断了，也可以控制假肢拿东西，喝水。
做机器人研发，几乎没周末
樊炳辉教授告诉记者：“为了研发这款机器人，我三年以来就一直带着研究生在做，不用说周末，其实只要有时间，我们都会呆在实验室里。”
樊炳辉教授并不是最近几年才开始研究机器人的，早在10几年前，他负责研发的863重大项目“大型喷浆机器人的产品化”获得了2001年山东科技进步一等奖和2002年国家科技进步二等奖，但在市场化的时候只实现了小批量生产，并没有对社会做出很大贡献，而且现在随着社会的进步，喷浆机器人已经被其他产品所替代，技术上已经落后于社会的发展。樊教授认为：“就得不断地研发，和社会的形势结合起来。”
在三年的研发时间里 ，樊教授还担任着教学任务，研究生们还有学习其他课程的学业任务，他告诉记者：“只要是不上课的时间，大家几乎都在实验室里做实验，算数据。”2012年的暑假，樊教授的研究生们都没有回家休假，基本上都在实验室里。
智能假肢机器人问世，还只是第一步。“必须把它推向市场，才算成功。”樊教授说，“要不你就白研发了，花了那么多的心血 ，花了那么多的钱，如果没有对人们产生一点贡献，那就太遗憾了。现在不能休息，还得继续干，完善它、找企业合作、找相关批文争取让这个发明尽快派上用场”，樊教授说。
文/图 见习记者 丁一 任波
（来源：半岛网-城市信报） [编辑: 宋涛]
