成果介绍：
近年来，智能医疗装备，特别是康复机器人越来越受到各国政府重视，主要是人口老龄化的加剧和康复医师的短缺及卒中发病率的增加，急需一种能理解患者意图，并能和患者深度共融的设备，帮助患者实现运动功能。依托中原工学院中国工业设计协会创新设计研究院和河南省智能仿生机器人国际联合实验室，研发了FRB下肢康复机器人。目前，影响下肢康复机器人广泛应用的主要科学和技术问题，主要包括：多模态融合运动意识识别；自然、安全、高效的仿人个性化步态规划；基于协同控制的高级别策略融合。机器人控制系统的整体架构为：传感器+数据中转站+AI大脑+电机驱控等硬件，核心硬件和软件均为自主研发。FRB下肢康复机器人采用人机共融理念和人体工学设计，根据健康人步态数据集、患者自身参数及康复过程数据，通过个性化步态生成与预测技术，对康复步态轨迹进行自适应调节，以提高康复效果及体验。该产品已获得多项专利技术和奖项。下肢康复外骨骼的步态控制核心部分主要包括步态生成和步态预测。步态生成：主要通过健康人的步态数据集和康复者的物理参数来完成。步态预测：主要利用康复过程中康复者的步态数据，通过注意力机制来实现。设计的共融性下肢康复机器人具有开放的实验平台，多种接口对外开放。针对康复早期，可以按照预定的轨迹带动患者训练。针对康复后期，融合患者运动意图，可以进行主动训练。拥有完善的动作捕捉以及压力采集平台，基于这个平台，通过我们设计的算法，可以进行步态数据的采集、分析与处理。 为了满足不同患者的康复需求，设计了个性化步态生成模型。前期模型主要以LSTM组成，由麻雀搜索算法优化lstm的结构参数，同时引入间隙损失函数，使生成的步态周期具有连贯性。依托CNN网络以及残差网络设计了一个多分支结构，打破数据的对称性，可以生成适合不同患者的个性化步态。
潜在应用：
目前相关的一些技术已经和一些医疗设备企业进行了合作,整机推广应用正在进行中。
技术优势：
基于多信息融合的下肢康复机器人协同控制系统
基于人体步态特性的仿人控制器
基于意图理解、自适应、自学习、多模态康复干预等技术的康复治疗辅助系统
自然、安全、高效的仿人个性化步态规划与预测
知识产权：
发明专利：人体尺寸自适应下肢外骨骼机构及机器学习控制（专利号：ZL201911305041.0）
发明专利：一种外骨骼设备的设计方法（专利号：ZL201911142013.1）
发明专利：一种新型柔性外骨骼材料与控制方法（专利号：ZL201911142027.3）
合作模式：
知识产权许可、转让、作价入股等方式
