——记中国科学院沈阳自动化研究所机器人学研究室副主任赵新刚

　　□　徐亚楠

　　
　　习近平总书记曾经在两院院士大会上指出，机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。如今，在科学技术的不断发展之下，机器人研究已涉及到了各行各业。
　　在医疗层面，康复机器人作为医疗机器人的一个重要分支，其研究贯穿了康复医学、生物力学、机械学、电子学、材料学、计算机科学等诸多领域，已经成为国际机器人领域的研究热点。目前，康复机器人已经广泛应用到康复护理、假肢和康复治疗等方面。
　　中国科学院沈阳自动化研究所根据国际上康复机器人的发展趋势，从2008年开始布局康复机器人理论研究和技术研发，并将人机共融性的康复机器人技术研究作为研究所重要的研究方向。在这一平台埋首科研多年，赵新刚将研究方向集中在康复机器人研究领域，用脚踏实地的科研精神、创新发展的科研理念为更多高龄、伤残患者提供康复治疗而不懈奋斗着。
　　

开启康复机器人逐梦之旅

　　追溯过往，赵新刚一直未曾停止在科研世界里汲取营养，不辍求索。
　　1996年9月，赵新刚成功考入吉林大学，并与机械方向的研究结缘。本科毕业后，他回到了山东老家，在济南市环境卫生科学研究所工作。日趋安稳的工作状态让赵新刚愈加迷茫，不安于现状的他决心考研，回到学校继续深造。2001年9月，他考取了吉林大学工学硕士，继续在机械研究方向深造，并在这一领域打下了坚实的基础。
　　在未知的科研世界进行深度探索，让赵新刚心向往之。研究生毕业后，他又顺利考取了中国科学院沈阳自动化研究所工学博士学位。博士期间，他师从韩建达研究员，开展无人直升机的研究工作。博士毕业后，赵新刚延续着之前的研究方向，开始在中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室从事相关领域的研究工作。
　　当时，实验室主要致力于特种机器人研究。特种机器人是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种机器人的总称。它包括服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人等。在当时的发展趋势之下，韩建达认为服务型机器人有很大的发展前景，而实验室也需要扩展在这一领域中的研究。在他的建议之下，赵新刚基于之前的研究基础，将研究方向做了转变，开始致力于康复机器人研究，至今已10年有余。
　　

立足现状的康复机器人研究

　　康复机器人研究是科技发展的大势所趋，也是由我国的社会现状决定的。对于赵新刚及其团队而言，他们从事此类研究就是为了能够踏踏实实地为相关老龄、伤残群体做出贡献。
　　近些年来，随着我国迈入老龄化社会，老年人口占比越来越大。《第四次中国城乡老年人生活状况抽样调查》显示，截至2016年，我国失能、半失能老年人有4063万人，占老年人口的18.3%。我国目前大于60岁的人口有2亿多人，许多老人都面临中风和其他各种疾患的困扰，而康复治疗是极其重要的内容。
　　除此之外，针对肢体伤残患者，在经过诸如外科手术等急性期的处理后，仅有小部分人可以恢复原状，大部分会伴有肢体行为障碍症状。行之有效的方法是治疗后立即转为康复训练，通过康复重新建立脑部神经与肢体的联系，实现对肢体运动的有效控制。
　　目前，国内现有7000余家康复医疗机构，但能提供康复训练的仅占不到1/3。现有的传统康复训练室中普遍是一些非常简单的设备，人机交互功能很差，而康复本身对人机交互的要求却很高。因此，发展康复机器人研究有着至关重要的作用。
　　在学生时期，赵新刚也曾参与过一系列科研项目，对项目研究的全过程有了更加深刻的理解。凭借着优秀的专业实力，赵新刚在学生时期就成功申请了国家自然科学基金青年项目，在项目研究中收获了长足的进步。而后，他又申请了国家自然科学基金面上项目等，在项目研究中不懈前行，打磨锤炼。
　　特别是在国家自然科学基金项目研究中，赵新刚较早提出了“镜像康复”的概念。据数据显示，在中国有近600万人的脑血管病患者，每21秒就有一人死于中风。近年来，中风病已经并非中老年人的专属，越来越多的年轻人也被中风病侵袭，对这一疾病进行康复治疗至关重要。
　　一般来说，脑中风病经常会引起偏瘫症状，单侧肢体出现运动障碍。针对这一现状，赵新刚及其研究团队成员研制出了一种系统——利用病人肢体的健康一侧作为信号来源，来带动患侧的设备，帮助病人康复，以此形成一个完整的闭环，使病人能够主动发出运动指令来支撑其患侧运动。这样，不仅能锻炼病人的患侧肢体，还能提升病人主动参与到康复过程中的主观能动性，对于今后的康复治疗有着极好的推动作用。
　　从事这一领域研究工作以来，赵新刚先后负责和参加了面向自主移动机器人、康复机器人、手术机器人、外骨骼行为辅助机器人等在内的国家科研项目的研究工作。其中，包括原国防“973”项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金面上项目、原“863”计划项目等近20项。深入到各项研究中，他在专业领域的科研能力有了极大的提高。
　　

团队协同谱写研究新篇章

　　在科学研究中，团队通力合作发挥着至关重要的作用。但是，研究道路不总是平坦宽阔的，在前行的过程中，赵新刚所在的科研团队也曾遭遇过各种困境。面对这些困难，赵新刚始终保持着从容、淡定的心态。在他看来，困难也是一种机遇，在逆境当中，研究人员们可以对团队的研究走向以及未来的发展，进行更加深入的思考。
　　目前，他所在的科研团队大约有10余人左右，团队主要致力于手术机器人、康复机器人以及地面移动机器人这3个大方向的研究，每个方向各有其优势。现如今，赵新刚及其团队成员正在致力于将这3个研究方向交叉合作，将团队的研究力量聚拢起来，拧成一股绳。“例如，地面移动机器人与康复机器人，在未来的‘助老助残’研究方面，应该会有很大的研究潜力。”赵新刚说。在大方向的引领下，团队很可能会在科学研究中做出更多创新性科研成果。
　　在科研引领方面，赵新刚一直致力于让学生深度参与到课题研究中去，“因为学生的科研方向也是从课题研究中衍生出来的，深入到其中进行科学研究，不仅使学生的研究能力得到了提升，也促进了整个课题的进展。”赵新刚说。每隔一段时间，他还会让学生们通过组会汇报科研成果，使大家能够通过这一形式从他人的研究中受到启发，时间长了之后，很可能会对他们今后的研究产生潜移默化的影响。除此之外，他还希望学生能够尽量了解自己的研究所处的科研现状，明白自己所做的科研工作处于怎样的位置，能够从已有的科研成果中，发现问题、进行思考，以寻找到新的思路与方法。“在某种程度上，发现问题比解决问题更重要。”赵新刚说。
　　2018年，赵新刚开始担任中国科学院沈阳自动化研究所机器人学研究室副主任。在新时期，他仍没有一丝懈怠。未来，他希望能和团队成员一起，脚踏实地，攻克人机智能交互以及柔性安全驱动这两个核心技术。除此之外，他们还将致力于康复机器人研究的成果转化，打破我国康复设备对国外的依赖，做出社会与人民需要的好产品。不驰于空想、不骛于虚声，赵新刚的科研理想始终笃定！