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用眼球就能控制!西电学生制作智能轮椅赠送渐冻症患者
时间:2019-04-22来源:中国青年网作者:宋佳编辑:杨鑫

  中国青年网西安4月20日电(见习记者 宋佳)当渐冻症患者张为坐上专门为他免费定制的轮椅、实现眼球控制行动的瞬间,一旁的妈妈流下了喜悦和感激的泪水。

  这台轮椅是西安电子科技大学人工智能学院的学生们在教授焦李成和博士生孙其功的指导下,用三年时间积累、结合张为个人需求制作而成的。除了攻克技术难关之外,轮椅中涉及到无法用图纸说明的细微部分,都由学生自己动手制作而成。虽然制作过程中遇到重重难关,但是看到自己所学的知识和努力能够帮助渐冻症患者的时候,学生们感到“特别开心”。

  西安电子科技大学博士孙其功(右)和孙龙演示智能轮椅。闫坤 摄

  眼球控制轮椅 渐冻症患者实现自由行动

  4月19日,记者在西安电子科技大学见到了学生们制作而成的智能轮椅。从外观来看,这个可以帮助渐冻症患者自由行动的轮椅由主机、运动控制器、传感器、屏幕、轮椅主体几部分构成。渐冻症患者坐在上面,可以通过眼球看向屏幕的方向控制轮椅前进方向,换句话说,当患者向前看时,轮椅就会向前行走。

  孙其功介绍,这台智能轮椅借助计算机视觉技术和人工智能手段,能够实现分析患者眼球意图的功能。从安全性来说,当患者眼睛出现飘忽情况时,轮椅可以强制停止,保证安全。同时,轮椅还结合了智能家居功能,实现灯光、空调、电视等家用设备的控制。

  目前,张为使用智能轮椅已经一个多月了,轮椅根据张为实际情况加高了台面、添加了安全带、增加了折叠功能,“张为喜欢音乐,我们还特意给轮椅安装了音乐播放器。”孙其功说。凭借这台轮椅,张为逐渐实现了日常生活自理,不用再和妈妈住在一起了。

  西安电子科技大学博士孙其功(左)和孙龙在实验室工作。闫坤 摄

  智能轮椅研发制作中 学生实现学以致用

  说起这台智能轮椅的诞生,还要追溯到2017年。当时,有一位浙江的商人找到西安电子科技大学,希望定制一台智能轮椅资助渐冻症患者。孙其功听说后,觉得这是一个好事情,经常帮助老师焦李成指导学弟学妹的他决定带领大家一起做这件事。他说:“这里面有很多技术壁垒需要突破,学生去做的时候能学到很多技术点,同时还能解决实际需求,帮助渐冻症患者。”

  在刚刚入学的17届研究生中,很快组建成了一个项目团队,团队利用暑假两个月时间做出了第一代智能轮椅,但这只是一个雏形,还不能满足使用需求。经过一年的技术积累之后,2018年夏天,在18届研究生中又诞生了一个新的团队,完成了第二代智能轮椅的研发和制作。

  “第二代轮椅完全考虑了患者的实际情况,在功能设计和安全保障上花费了很大功夫,保证患者日常使用和安全出行。但是还有一些弊端,比如结构不够轻盈,于是我们继续改进,就形成了现在的第三代轮椅。”孙其功说道。

  也是从17届研究生入学开始,西安电子科技大学人工智能学院形成了不同的项目团队,研究生们根据兴趣选择不同的项目加入,以这种实际操作的方式巩固所学知识,实现学有所用。在实验室,记者还见到了智能轮椅之外的另一个项目,是一个智能对弈机器人,目前还在研发中,也是由学生团队动手制作的。

  用所学知识帮助别人是一件很自豪的事

  从2017年至今,西安电子科技大学的智能轮椅已经完成了三代更迭,这个项目团队也越来越强大,甚至有了本科生的加入。目前,除了孙其功之外,团队中还包括4名博士研究生、3名硕士研究生和1名大四学生。采访中,记者见到了成员之一、正在读博士一年级的孙龙。他告诉记者,因为大家还有很多课程和作业需要完成,所以只能利用课余时间制作智能轮椅。

  西安电子科技大学智能轮椅项目团队合影。孙龙供图

  “当我们确定为张为做这台轮椅的时候,会有一种时间上的紧迫感,因为渐冻症病人的生命是有限度的,我们不是今天做可以、明天做也可以。”孙龙说。所以,当进度达不到预期的时候就是大家感到很沮丧的时候,可是硬件上又有很多事情是无法预料的,比如整个电路突然之间不通了,就需要重头开始检查。

  孙龙告诉记者:“我们每天有近10个小时都是在实验室度过的,有时候会为了解决一个问题睡在实验室。我记得很清楚,一次在楼道里调试轮椅直到晚上11点40多,有一个年级很小的女生也是调试完成后和大家一起离开实验室的。大家为了这件事都很努力。”

  所有的辛苦在看到渐冻症患者张为坐上轮椅那一刻都是值得的,用孙龙的话说就是:“能把自己学到的知识帮助有困难的人群是一件很自豪的事情。”现在,团队每隔一两周都会见一次张为,帮他进一步调试改进轮椅功能。孙其功说,下一步,他们将为轮椅研发输出功能,帮助渐冻症患者表达自己的心声,也就是说,智能轮椅和渐冻症的故事还没有结束。

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