初二男生自制多功能机器人让瘫痪病人实现“自理”

初始位置取水瓶及杯子倒水进杯伺候喝水及放水放杯子恢复初始位置中国有众多残障病人，长期卧床给他们和他们的家人都带来了种种痛苦和负担。亲眼目睹了这样一个案例，给北京二中分校初二男生孙得伦带来了很大触动。在前不久由市科协主办的北京青少年科技创新大赛上，孙得伦带来的一款能够从生活、护理和精神三方面解决瘫痪病人需要，并可实现十余种护理功能的全方位多功能语音控制医疗护理机器人现场作业、照顾病人，引起了关注，这个项目也在创新大赛中获得了一等奖的好成绩。瘫痪病人发脾气引发触动去年春节，孙得伦和家人去看望一位常年住院的亲人李爷爷，那是一个阳光明媚的下午，安静的病房里，李爷爷讲起了他当小八路时的故事。忽然，外面传来愤怒的叫喊声：你们都给我出去！出去！只见一位40多岁的女子从不远处的一间病房走出来，样子非常憔悴。一位护工在旁边不停劝慰，大哥心情不好！你别往心里去。孙得伦有点看呆了，不禁小声嘀咕，这个病人脾气太大了，在医院里还大喊大叫。李爷爷告诉他，听说这个年轻人可能干了，40多岁就拥有一家企业。不幸的是3个月前得了脑中风，病情是控制住了，但康复效果不显著，生活不能自理。这不，天天发火。回到家，孙得伦还一直在想着医院里发生的事。他上网查找资料，发现每年由于各种疾病造成瘫痪的病人数量非常多，给病人带来身体上以及心理上的折磨。瘫痪病人需要家人做好长期照顾工作，也是对亲情、时间和财力的考验。这对孙得伦的触动很大，他决心要制作一个可以护理瘫痪病人的机器人，让病人获得自理能力，克服因瘫痪而产生的自卑心理，也减轻护理人员和家人的工作强度和负担。护理机器人引入互联网+如何解决瘫痪病人的生活和精神护理问题呢？孙得伦初步设想要制造一个可以由瘫痪病人自己用语音操控对自身进行护理的自动化装置。带着这个构想，他先后几次来到医院，调研病人的具体需要。孙得伦先把想法告诉了李爷爷，李爷爷帮他请来护士和护工，他们听了这个想法都很高兴。孙得伦还鼓起勇气找到了那位发脾气的叔叔，他向孙得伦诉说了不能照顾自己的无奈和内疚，还为孙得伦的构想提出了中肯的建议。从医院出来，孙得伦又通过各种方式展开了调研，上网查询、到医疗用品商店了解、打电话到中国护理协会咨询瘫痪病人护理的主要设备……通过调研，孙得伦发现，现在国内主要的瘫痪病人护理设备是多功能护理床。其主要功能有翻身、起坐、移动、升降、排便等。但这种护理设备都是从护工方便护理的角度出发，没有考虑病人自理的角度，而且基本没有帮助病人解决精神需求的功能。孙得伦认为，为了能实现瘫痪病人自力更生的目的，需要解决他们身体上、生活上、精神上的各类需求。通过向老师请教、咨询，他决定将语音识别与控制技术结合，采用仿人的双机械臂配合护理病人，并引入移动互联网技术的实施方案。生活护理和精神需求全搞定如今，展现在人们眼前的这款多功能护理机器人，它所能实现的护理功能是经过孙得伦深思熟虑设计的。他将这些功能满足的需求分为三大类：生活基本需求，比如喝水、喂饭、开关灯等；护理需求，比如翻身、活动筋骨、测量体温血压等；精神需求，比如听音乐、看电视、与家人朋友聊天等。孙得伦向记者介绍了这些功能实现的途径：开关灯功能的实现是通过继电器直接控制电路通断实现的，相当于一个语音开关；倒水、喂饭功能则利用了仿生学知识，采用导轨配合两个机械臂共同护理病人；活动筋骨功能与之同理，机械臂通过导轨滑动到相应位置，握住病人四肢，力度得当地上下、左右活动；测量体温功能，则在设定位置实时测量体温，并定时（每隔2秒）将体温传回控制系统一次；协助病人坐起、躺下的功能通过对床板的特殊设计完成，在床板1/3处设置开合设计，并安装顶升器，可以将病人腰部以上的位置顶起来；听音乐、看电影的功能通过在床头设置显示屏、播放器实现；与家人聊天功能则通过互联网即时通信软件实现。考虑到瘫痪病人手脚不便的现状，我将语音控制与护理病人相结合，这一切功能都可以通过语音指令实现，孙得伦介绍，这款机器人拥有一个大脑和一个小脑。大脑就是单片机核心控制器，它会对输入信息做出判断，然后将动作和指令输出。小脑则是一个机器人驱动器，大脑将指令下达给小脑，小脑支配各个模块进行反应和实现。此外，这款机器人的一大创新点在于采用手机网页及远程终端控制方式，家人不仅能够随时查看病人身体状况，还能通过手机操作机械臂，对病人实现护理。通过这个功能还能和病人进行实时通话，解决病人的精神需求。希望成为瘫痪病人的大白总结现有的经验，展望发展的空间，孙得伦认为自己的机器人实现了全方位护理的需求，但仍有许多有待改进和发展的空间。最显要的一点就是，外形上亟待改进。目前机器人还是一个模型，它需要更人性化的外观。不能让病人看见一个钢筋铁骨在为自己服务，这会对病人造成心理上的创伤。孙得伦认为，目前机器人的操作界面和方法仍然有些不友好，给人的印象太生硬，他希望让机器人拥有更加柔软、友好的外观，让它能像萌萌的大白一样可爱。孙得伦还设计为护理机器人安上双眼。现在的机器人还没有眼睛，护理动作的位置是编程设定好的，如果病人动了，喂饭、喝水就对不准了。要解决这个问题，孙得伦打算给机器人安装双目摄像头，通过图像的智能化采集和处理，对情况进行个性化的判断，从而更好地实现护理效果。此外，孙得伦还计划为机器人增加更多的远程医疗功能，让机器人主动记录病人的生理信息、心理信息和日常活动信息，将病人的一举一动记录下来形成护理日志，远程发送给医生，让医生了解病人的实时情况，通过情况变化，制定和调整护理方案，实现医疗护理的私人订制。

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