孙小军和他研发的智能假肢。
孙小军。
还记得那位来武汉上大学的“独腿男孩”吗？2006年9月7日，20岁的贵州仡佬族小伙子孙小军拄着双拐来到华中科技大学，作为身残志坚的大一新生很快引起媒体关注，成为当年开学季的热门新闻人物。16年过去了，如今孙小军用自己的专利创办了健行仿生公司，用上了自己研发的智能假肢，和健全人一样健步走在深圳街头，他期待帮助更多下肢截肢者重拾自信。
充一次电可走3万步
1月2日下午5时，在深圳龙岗区天安数码城，下班后的孙小军像往常一样步行上下楼，走在深圳的大街上，步履轻快如常人，没人发现他是一位右下肢截肢者。
“充一次电可走3万步。”孙小军告诉记者，不撸起右腿裤管几乎看不出来他戴着假肢，大多数时候他和普通人一样坐车上下班，现在每天行走几千步，充一次电可使用一周时间。“走快走慢都行，但不建议跑步，跑步对设备损耗过大。”
相比于传统的假肢，孙小军所穿戴的智能假肢具备了“肌肉”和“神经”。“智能假肢类似于全自动驾驶汽车，可以识别路况。”孙小军介绍，智能假肢通过感知系统可以知道哪个时间给腿部合适的力量，走平路和上下楼梯给出的力量是不一样的，上下楼梯需要给“肌肉”更多力量，而平路则不需要。另外，智能假肢还能识别使用者的意图，如走快走慢、步幅大小等，让行走更加轻便。“其实就是通过人工智能和物联网相结合，从互联互通变成以人为中心，用户体验更佳，很接近自然的腿。”
记者注意到，从外形看，智能假肢呈现银灰色，形状跟真的人腿也不大相同。“这是一种风格，故意给人一种机械的感觉，体现违和感，体现人机结合的美妙。”孙小军解释。
“这辈子只能读书才有出路”
孙小军穿戴的智能假肢出自自己亲手创办的健行仿生公司，目前已开发出第十代BionicM(健行仿生)智能电动假肢机器人。
孙小军来自贵州农村，从小喜欢运动。9岁那年，一次篮球运动中孙小军扭伤脚踝，同时检查出骨髓炎，最终进行了截肢治疗。
截肢后的孙小军像变了一个人，牢记父亲“这辈子只能读书才有出路”的话，不爱读书的他变得异常刻苦。当时家里条件并不宽裕，孙小军舍弃安装假肢的打算，选择木拐杖。
2006年，孙小军顺利考取了华中科技大学材料科学工程学院材料成型及控制工程专业。为节约路费，孙小军一个人拄着双拐、坐了26个小时的火车来武汉上学，引起了媒体的关注，成为当年大学新生中的新闻人物。“武汉媒体的报道让我有了很高的知名度，还经常被‘围观’。但我内心还是平淡的。”孙小军向记者回忆当时的情景，他通过学校“绿色通道”入学，办理了缓交学费的手续，学校还为他减免了住宿费、军训服装费、公寓生活用品费等。被关注也给了他很大力量，当时校领导还主动找他谈话并给予鼓励，学校还资助他一辆电动车，方便学习和生活。
在武汉求学的温暖给了孙小军无限动力。大四那一年，日本一所大学与华中科技大学有交换留学生的项目，成绩优异的孙小军被选中，并且获得每月8万日元的奖学金。此后，孙小军在日本开启了留学生涯，从硕士一直念到博士毕业。
把智能机器人技术用在假肢上
到日本后，孙小军发现大街上很少看见像自己一样使用双拐的人。多方了解后才知道，日本几乎所有的残疾人都安装了假肢。2011年，孙小军正式安装上假肢，告别了15年的拐杖生活。
孙小军回忆，当时假肢比较简单，非常费力，比如下楼梯时，正常人的膝盖可以弯曲，但他却不能。他只能一只腿先下台阶，然后再把假肢从上一级台阶移到下一级台阶，然后机械地重复这个过程。有时候走快一点还容易摔倒，在大庭广众下很尴尬。
“可不可以把智能机器人的技术用在假肢上？”2013年，尚在日本读硕士的孙小军萌生了一个念头：自己做一款轻便、智能的假肢。经过调查，他发现那时智能假肢技术完全被两家欧洲公司垄断，一副智能假肢价格在10万元至40万元间不等，价格让普通人难以承受。
孙小军放弃了在索尼公司年薪40万元的工作。2015年10月，孙小军辞职进入东京大学人形机器人实验室攻读博士，导师认可了孙小军把机器人概念融入假肢的理论设想。经过研发队伍的努力，他们设计的第三代样机有电机驱动、控制器和感应器，能够随着人体变化做出相应反馈。“加入3D技术后，假肢的重量会减半，而且我们考虑把人体动能加入假肢，这样又可以减少重量。”
在日本读博期间，孙小军研发的假肢在业界声名大噪。2018年，读完博士的孙小军回到深圳创办健行仿生公司，使用者、研发者、创业者的三重身份叠加在孙小军身上，他希望用自己的专利技术帮助更多需要假肢的人。
几年时间，团队发展到20多人。2019年，孙小军在香港创业大赛上获得总冠军，获得10万美元奖金；2021年10月15日，团队的匠心之作“BionicM智能电动假肢机器人”首发。作为康复辅具类器械，2021年10月，该产品已经通过民政部国家康复辅具质量检验检测中心颁发的合格证。
“恢复用腿走路可以重拾自信”
“研发智能假肢最大的困难是人和机械如何协调。”孙小军说，人在走路的时候是很随意的，如何让机械感知人的无意识，或者说人的这种随意呢？
孙小军给智能假肢设计了一套刚柔相济的肌肉系统，如上楼时“肌肉”变刚性，可以输出很大的力量，而柔性状态下可以做各种动作，刚柔结合类似于人体的肌肉，很好地解决了人机融合的问题，
孙小军介绍，目前他们推出的第十代BionicM(健行仿生)智能电动假肢机器人，假肢内置了角度传感器、六轴力传感器、膝关节轴位、微处理器以及蓝牙，相比第九代智能假肢机器人更加安全稳定。
电动假肢采用了运动能回收技术、肌肉仿生技术、仿生核心算法、技能学习技术等，使得使用者跑步、上台阶等伸缩运动更加便捷，并且智能假肢机器人可以学习使用者的行走习惯，从而达到“人机合一”。
据了解，第十代BionicM(健行仿生)智能电动假肢机器人每套售价在30万元左右，最优惠的价格也在20万元左右。而国际上的同类产品价格为每套80万元人民币。
“虽然我们的产品能便宜一半多，但这还远远不够。”让孙小军忧虑的是，他们的智能电动假肢机器人属于小规模生产，处于手工生产阶段，制造成本高，需要进一步融资并扩大规模降低生产成本，价格进一步的降低，才能更好满足国人需求。
据悉，全国有致残人士2000万，而下肢截肢者就达400万人，绝大部分使用的是双拐，只有小部分使用假肢，而且功能有限。“通过自己的腿走路是最基本的需求，恢复用腿走路可以重拾自信。”孙小军希望截肢者不要丧失信心，要在心理上、身体上更好融入社会，智能假肢迟早会帮更多人实现自由移动的梦想，他愿意为此奋斗毕生。
记者杨佳峰
