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科技之光點亮助殘之路

發佈時間: 2026-05-12 13:37:47 | 來源: 科技日報 | 作者:  | 責任編輯: 吳一凡

5月17日是第36個全國助殘日,今年的主題是“保障殘疾人平等權益,促進殘疾人融合發展”。

近年來,腦機介面、人工智慧等技術與助殘産品深度融合,為殘疾人群體帶來便利,幫助他們更好地融入社會。

前不久,中國殘疾人聯合會發佈了2025年助殘科技創新案例,其中包括服務視力障礙、聽力障礙、運動功能障礙等群體的科技成果。那麼,這些助殘新成果將為殘疾人群體的生活帶來哪些改變?科技日報記者就此採訪了多位行業專家。

“神經蠕蟲”:

可自由驅動捕獲神經信號

“神經蠕蟲”聽起來像一隻蟲子的名字,但其實它是一種動態柔性纖維電極技術。“這根如同頭髮絲般纖細的纖維電極,能夠像蚯蚓一樣,在人體大腦中以及肌肉表面遊走。”中國科學院深圳先進技術研究院研究員劉志遠説。

電極是腦機介面設備中用於捕捉神經信號的核心傳感元件。有了它,腦機介面相關設備才能夠從大腦提取電生理資訊,從而進行“解碼”,讀懂人體運動意圖,實現對假肢的控制,幫助脊髓損傷、肢體殘疾等群體恢復行動能力。

“神經蠕蟲”的研發源於現有電極設備的局限。“傳統植入式電極均是靜態的,植入後就無法調整位置。”劉志遠進一步説,如果植入後電極發生移位或收縮,為了保障信號採集,要麼進行二次手術,要麼犧牲信號通道數。前者會對殘疾人身體造成二次損傷,後者則會影響信號採集的精準度。

“如果有一個植入後能夠自主調控的電極就好了。”劉志遠想。帶著這一想法,劉志遠聯合東華大學團隊進行攻關。經過五年時間,科研團隊成功將超薄電子器件製成微米級軟纖維,研發出直徑僅196微米、柔軟可拉伸、可自由驅動,且能夠容納60個獨立信號通道的動態柔性纖維電極——“神經蠕蟲”。

“在磁場驅動作用下,‘神經蠕蟲’可以在大腦和肌肉中精準移動與定位,能夠長期穩定監測肌電信號,為智慧假肢控制和康復訓練提供神經介面支撐。”劉志遠介紹。

記者了解到,目前“神經蠕蟲”已經在大鼠、兔子的體內開展肌肉和大腦植入實驗。實驗結果表明,這根比頭髮絲還細的電極,不僅可以在顱內、肌肉上蠕動遊走,而且能夠捕獲更多、品質更高的生物電信號。該電極材料柔軟可拉伸、免疫反應更弱,已能夠在大鼠腿部肌肉內穩定工作超過43周。

“目前,我們正在開展後續研究。相信在不久的未來,‘神經蠕蟲’可以實現真正的人機融合,進一步提升殘疾人的生活品質。”劉志遠説。

“倣生耳蝸”:

向聽障人群傳遞更自然的聲音

聽障問題是全球性問題。第二次全國殘疾人抽樣調查結果顯示,我國聽力殘疾人數量超過2054萬。人工耳蝸被認為是聽力障礙的有效干預手段。然而,與人體耳蝸相比,目前人工耳蝸在聽覺精度、空間感、音感等方面仍然存在較大差距。

在中國殘疾人聯合會發佈的2025年助殘科技創新案例中,一款“倣生耳蝸”格外引人注目。它應用了倣生壓電奈米纖維智慧聽覺技術。這項技術的核心,是用特殊材料模擬人體耳蝸的聲電轉換機制,從而突破傳統人工耳蝸的性能瓶頸。它模倣人體耳蝸的結構與工作原理,並結合深度學習演算法,在聲音識別和聲源定位上取得了重要突破。

那麼,這款“倣生耳蝸”具體是如何工作的?相關研究團隊負責人宋文輝向記者介紹,人體耳蝸雖然體積很小,但內部通道中有兩萬多個毛細胞。這些毛細胞像微型感測器一樣,能夠將聲音振動轉化為電信號,傳遞給神經系統。毛細胞下方還有一層基底膜,如同一台頻譜分析儀,可以識別不同頻率的聲音,並將資訊分頻傳送給大腦。這就是人體耳蝸完成“聲—電—聽”的全過程。

受此啟發,研究團隊利用柔性壓電材料製作出壓電奈米纖維器件,該器件實際上就是“倣生耳蝸”的傳感模組。壓電材料的特點是受到振動或壓力時會産生電信號,正好可以模倣毛細胞的功能。科研人員將該材料製成螺旋蹦床狀的壓電奈米纖維陣列,模倣人體耳蝸的螺旋結構。這樣一來,該器件就可以像人體耳蝸一樣,對聲音進行採集、轉換。

如果説壓電奈米纖維器件是“傳聲筒”,那麼深度學習技術就是“解碼器”。研究團隊利用深度學習演算法對捕捉到的聲音信號進行分析,可以大幅提升語音識別的準確性。

“未來,我和團隊成員希望讓壓電奈米纖維器件變得更智慧,使其不僅可以‘聽懂’更多聲音,而且能夠刺激人耳毛細胞再生,給聽障人群提供更多幫助。”宋文輝説。

輪椅機器人:

助殘障人士實現“所行皆坦途”

對於行動不便的殘障人士,輪椅是他們出行不可或缺的幫手。傳統輪椅滿足了基礎代步需求,近年來市面上出現了一種功能更全面的出行助手。在它的幫助下,用戶坐著就能夠輕鬆越障、爬樓、爬坡等。

這個出行助手,是由中山小神童創新科技有限公司(以下簡稱“XSTO小神童創新”)團隊研製的全地形智慧輪椅機器人。這也是全球首款搭載AI智控系統的輪椅機器人。

“輪椅最早誕生於病房,它解決了患者的平地移動問題。”XSTO小神童創新負責人向記者介紹,他們希望把全地形具身移動機器人技術與輪椅相結合,讓出行有困難的群體實現“全地形”通行。

從外觀上看,這款輪椅機器人不僅有4個輪子,而且有兩條履帶。不過,僅靠“輪式四足+雙履帶結構”並不足以實現全地形安全出行。XSTO小神童創新負責人介紹,輪椅機器人綜合運用了AI大模型、鐳射雷達、陀螺儀等。其中,鐳射雷達是輪椅機器人的“眼睛”,能夠感知各類障礙;AI大模型是“大腦”,能讓輪椅機器人綜合感知資訊,分析判斷路況並調整行動模式;陀螺儀如同穩穩的“大手”,結合智慧控制平臺,讓輪椅機器人始終保持平衡,為用戶出行保駕護航。

對於輪椅機器人來説,安全性是第一位的。

上述負責人告訴記者,為了充分保障安全,該公司團隊成員在研發過程中開展了大量的場景模擬測試,採集了海量數據,並將其用於訓練運動平衡演算法。與此同時,為充分了解殘障人士的實際出行需求,團隊成員花費大量時間開展市場調研,把海量數據和應用需求結合,讓産品真正解決殘障人士的出行難題。

記者了解到,目前,這款輪椅機器人每分鐘能夠爬25級樓梯,下樓梯速度可以達到每分鐘30級。除此之外,在爬樓、爬坡過程中,用戶並不會感到偏移或不穩,只要稍有偏移,它就會進行自動糾偏。同時,座椅會隨著坡度自動調平,讓乘坐更平穩。

2025年,這款輪椅機器人已經實現批量交付。“未來,我們將繼續提升産品的智慧化水準和經濟性,幫助更多殘障人士實現‘所行皆坦途’。”該負責人説。