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【创新创业】(六):脑电波轮椅的研究成长之路

2017/02/23

  2014年初,英国机械工程师协会举行的国际竞赛吸引了一群信息科大年轻人的目光。竞赛中有个题目是“为脑瘫病人设计一款辅助用具”。以此为源泉激发的创造灵感仿佛火焰,“腾”地一下燃起了他们的创新创业热情,也照亮了他们的科技创新之路。

 

 

  第一代轮椅勇摘“挑战杯”桂冠

  “那时想着残疾人用得比较多的就是轮椅了,手里正好有脑电波传感器,就产生了开发一款适合脑瘫病人的轮椅的愿望。于是就开始指导学生申请这个项目。经过一年的研究,苏易衡等学生做出了第一代脑电波控制的轮椅产品。”自动化学院吴迎年老师回忆说。脑电波的采集有侵入式和非侵入式两种。侵入式的要把设备植入到头皮里面探测意识,同时屏蔽掉外界的干扰,所以更准确一点。团队目前用的是非侵入式的,因为想植入试验成本和难度较大。但是非侵入式的会受到外界电磁波的干扰,外界的一点干扰,采集的数值都会变化。大家都承认,第一代脑电波轮椅有很多明显不足的地方,比如本身可靠性不好,整个电路也比较简陋,电路板焊的比较乱,线缆特别多,各个元器件全是通过电线连接。尽管这样,跌跌撞撞,摇摇晃晃中,非侵入式第一代脑电波轮椅2015年参加了首都大学生“挑战杯”科技竞赛 ,竟然获得了北京市一等奖,并参加了北京市科委组织的公众参与创新行动计划(第一季)中被评为优秀项目。这给了老师和同学们无比的信心!

 

第二代轮椅性能更加稳定

  万事开头难,开了好头之后如何不忘初心地坚持下去对于创业团队来说也绝非易事。为了更好地研制第二代产品,研究团队中加入了导航方向的研究生项伟等同学,开始对轮椅进行第二次创新升级。同学们从市场上买来普通轮椅,重新设计了整个系统软硬件架构,并把传感器、执行器、控制器全部改为无线互联方式,对相关软硬件接口进行了重新设计,研发了相关的软硬件系统。第二个版本的轮椅把所有设备通过无线网进行连接。吴老师介绍,这样的好处就是不会因为连线来回松动导致系统不可靠。另外,可扩展性增强了,稳定性相对提高了。一次次的尝试和改进,学生们的思维也变得越来越开阔。“既然是辅具,服务对象当然不仅限于脑瘫病人。‘助老助残’服务系统这一系列东西都能由此衍生出来。他们还在努力为渐冻患者解决问题。”2016年上半年,第二个版智能轮椅又参加了挑战杯“创青春”首都大学生创业大赛,获得银奖。2016年下半年,他们的轮椅已经加入了多信息源控制(脑控+眼控),参加了世界仿真技术展览会,同时参加了华北五省大学生机器人大赛优秀创业团队评选,获得第一名,成功入驻北京高校大学生创业园北京信息科技大学孵化基地。

 

未来携手“互联网+”助老助残

  项目负责同学项伟介绍,新一代信息技术发展的基础上,他们也在逐步在丰富脑电波轮椅的内容,今年还设想把轮椅加上感知功能,感知乘坐者的健康状况,比如体温、血压、脉搏。除此之外,辅助导航和防撞功能也在计划之中。还设想把“互联网+”应用到研制的轮椅上来。“智能设备加上人体健康参数监测之后,用一个云计算的大平台把它连起来,做一个基于云控制系统的东西,把采集使用者的行动轨迹、健康状况等各种参数都传到云上面去,可以更好地进行数据的共享。”吴迎年老师说。

  科技服务于生活,也必将贴近生活。以高度的服务意识造福更多人,以脚踏实地的态度做研究,相信我们的脑电波轮椅服务社会的探索之路将会越走越远,越走越开阔。(供稿:记者团 范宸予、马倩倩)

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