親歷首屆智能可穿戴技術(shù)大會暨“超能勇士-2019”外骨骼系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽

跨越障礙項(xiàng)目中的2m高墻和3m高墻

9月24～25日，“超能勇士2019”外骨骼系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽西安賽區(qū)比賽拉開帷幕，來自全國科研院所、多所985/211知名大學(xué)、外骨骼機(jī)器人研發(fā)企業(yè)的約30臺樣機(jī)、近200名選手參與6個項(xiàng)目競技，分別是輕裝機(jī)動、重裝機(jī)動、物資搬運(yùn)、重物搬運(yùn)、跨越障礙和協(xié)同控制項(xiàng)目。在此之前，主辦方為各參賽隊留出2天時間進(jìn)行場地適應(yīng)性訓(xùn)練。

此次比賽的總體協(xié)調(diào)工作由指揮與控制學(xué)會科普部副主任、賽事組委會主任張俊負(fù)責(zé)。總裁判由指揮與控制學(xué)會綜合辦公室主任張俊文擔(dān)任，《輕兵器》雜志社主編劉蘭芳與智能可穿戴專委會總干事劉佳興分別擔(dān)任主裁判。除總裁判、主裁判外，還有16名輔助裁判，現(xiàn)場執(zhí)裁共19人，其中輔裁多由比賽經(jīng)驗(yàn)豐富的輕兵器愛好者（其中不乏《輕兵器》讀者）擔(dān)任。

6個比賽項(xiàng)目的具體比賽流程各有不同，其中輕裝機(jī)動和重裝機(jī)動項(xiàng)目均要經(jīng)歷樣機(jī)重量測試、穿脫方便性測試、動作靈活度測試和行走速度測試4個環(huán)節(jié);物資搬運(yùn)和重物搬運(yùn)要經(jīng)歷樣機(jī)重量測試、穿脫方便性測試、搬運(yùn)效率測試3個環(huán)節(jié);跨越障礙和協(xié)同控制兩個項(xiàng)目分別只有2家單位參賽，其中跨越障礙項(xiàng)目分為翻越高墻和定向跳遠(yuǎn)兩個環(huán)節(jié)，協(xié)同控制項(xiàng)目分為人機(jī)協(xié)同和精細(xì)控制兩個環(huán)節(jié)。

此次西安賽區(qū)與北京賽區(qū)、深圳賽區(qū)幾乎同步進(jìn)行比賽，各賽區(qū)均有外骨骼領(lǐng)域資深專家蒞臨現(xiàn)場觀摩指導(dǎo)，最終各賽區(qū)遴選出的優(yōu)秀賽隊參加陸軍某研究院10月底在北京舉辦的總決賽。

中國指揮與控制學(xué)會科普部副主任、賽事組委會主任張俊負(fù)責(zé)整場比賽的總體協(xié)調(diào)工作

當(dāng)場計算比賽成績、當(dāng)場謄寫比賽成績，確保比賽的透明與公正

當(dāng)場計算比賽成績、當(dāng)場謄寫比賽成績，確保比賽的透明與公正

現(xiàn)場裁判正在認(rèn)真記錄隊員的成績

現(xiàn)場裁判正在認(rèn)真記錄隊員的成績

稱重環(huán)節(jié)，可以看到這臺樣機(jī)上有些部位用塑料膠帶進(jìn)行纏繞固定

通過肌電操控的智能機(jī)器人

就外骨骼系統(tǒng)挑戰(zhàn)賽而言，相比2015年（當(dāng)年只有十幾個參賽隊），2019年的比賽參賽隊伍大規(guī)模增加（西安分賽區(qū)就有20個參賽隊），國內(nèi)外骨骼領(lǐng)域的發(fā)展相當(dāng)活躍。例如，西安賽區(qū)某參賽隊雖未取得優(yōu)異成績，但他們的產(chǎn)品商業(yè)化推廣卻走在了前面，賽后即與一家勞動密集型企業(yè)簽訂了一個標(biāo)的幾百萬的大訂單;牛迪科技公司亦在10月13日與重慶前衛(wèi)科技集團(tuán)就無源負(fù)重型外骨骼產(chǎn)品項(xiàng)目簽訂了合作協(xié)議。就研發(fā)領(lǐng)域來看，除了搬運(yùn)托舉型和負(fù)載機(jī)動性外骨骼這類剛性外骨骼之外，也有不少團(tuán)隊開展了柔性外骨骼的研制，還有一些團(tuán)隊開展了基于肌電、腦電和人體電容控制的研究。外骨骼技術(shù)呈現(xiàn)出多元化的發(fā)展趨勢。

“超能勇士-2019”比賽現(xiàn)場的展示板，各個板塊一目了然

比賽剪影

比賽現(xiàn)場，筆者和專家組成員試穿試用了多套外骨骼裝備，同時現(xiàn)場采訪了一些比賽隊員，有些單位對外骨骼研發(fā)投入了大量資金和精力，產(chǎn)品在逐步完善，不斷迭代，但也有單位的研發(fā)工作處于停滯不前的狀態(tài)，參賽樣機(jī)還是兩年前的舊樣機(jī)，可明顯看出磨損的痕跡——機(jī)身有些部位用塑料膠帶進(jìn)行纏繞固定。

在科幻電影《鋼鐵俠1》中，托尼·史塔克在黑暗的山洞里制作出第一代鋼鐵戰(zhàn)甲，這套盔甲制作的初衷，不是為了保護(hù)和平，不是為了保護(hù)全人類，只是為了保護(hù)自己，但在電影的后半段，我們漸漸發(fā)現(xiàn)，有了這一身鎧甲，托尼能做的遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過他的預(yù)期——他不僅能拯救自己，還能拯救地球。當(dāng)我們看到托尼一身裝甲使他更加威武有力、無堅不摧時，便開始幻想自己如果穿上這一身戎裝，是不是也就變成了超級英雄，而這正是外骨骼的迷人之處。

在西安賽區(qū)的比賽中，除了外骨骼的保護(hù)性這一迷人之處外，筆者還見證了外骨骼的另外兩種優(yōu)勢：承載性和助力性。除了保護(hù)隊員軀體之外，負(fù)重行軍項(xiàng)目中，身著外骨骼的參賽隊員身負(fù)45kg重物依然可以健步如飛，有的甚至依然可以如風(fēng)一般奔跑;在物資搬運(yùn)項(xiàng)目中，10分鐘內(nèi)，得分最高的一名隊員共搬運(yùn)配重20kg的整理箱63個，搬運(yùn)總重量達(dá)1260kg……

當(dāng)然，在22～23日各參賽隊的適應(yīng)性訓(xùn)練中，聽聞不少隊伍對比賽科目設(shè)置的“抱怨”和“非議”，我們一眾裁判的確擔(dān)心過這些參賽隊能否完賽，但正式比賽時各參賽隊除兩家棄賽外，其余均賽完了全程，完全打消了我們當(dāng)初的顧慮。

經(jīng)過兩天緊張而激烈的比賽，最終，來自重慶的牛迪科技普力隊獲得輕裝機(jī)動、重裝機(jī)動、物資搬運(yùn)、跨越障礙4個項(xiàng)目第一名，海醫(yī)大衛(wèi)裝隊獲重物搬運(yùn)項(xiàng)目第一名，HUSTBT隊獲跨越障礙項(xiàng)目并列第一名，中科大智能移動操作隊獲協(xié)同控制項(xiàng)目第一名。

的確，相比10月底決賽時的12個比賽項(xiàng)目——輕裝機(jī)動、負(fù)重行軍、物資搬運(yùn)、彈藥裝填、跨越障礙、武器操控、協(xié)同控制、防護(hù)集成、嵌入融合、意圖感知、新興驅(qū)動、單兵飛行，以及嚴(yán)格的耗氧測試、助力能效測試等，西安賽區(qū)的比賽的確不完美，比如在專家答疑環(huán)節(jié)有隊員提出，被動式外骨骼（無源）與主動式外骨骼（有源）這兩類外骨骼先天條件不一樣——被動式外骨骼重量輕、穿戴方便，但助力效率不高，主動式外骨骼因?yàn)橛须姍C(jī)、電池和控制器的存在，重量大，但助行效率高，助力效果好，置于同等條件下進(jìn)行比賽有失公平;另外就是全身外骨骼和半身外骨骼同臺競技亦有失公允。

到場專家就上述疑問給出了合理解釋，最終，各參賽隊對比賽結(jié)果均表示認(rèn)同，未發(fā)生任何投訴事宜。

這機(jī)械臂上的手指，也太像真人的手指了

身背45kg重物依然可以如風(fēng)一般奔跑

中國指揮與控制學(xué)會理事長、中國工程院費(fèi)愛國院士講話

參會嘉賓認(rèn)真傾聽專家作報告

中國指揮與控制學(xué)會智能可穿戴技術(shù)專委會主任委員、兵器裝備研究所曲永杰副所長宣讀挑戰(zhàn)賽名次

比賽結(jié)束后，舉辦了隆重的頒獎典禮。典禮由中國指揮與控制學(xué)會劉玉超副秘書長主持，大賽承辦單位中國指揮與控制學(xué)會智能可穿戴技術(shù)專業(yè)委員會主任委員、兵器裝備研究所曲永杰副所長宣讀挑戰(zhàn)賽最終名次，中國指揮與控制學(xué)會理事長、中國工程院費(fèi)愛國院士，兵器裝備研究所曲永杰副所長及有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)為獲獎隊伍頒獎。費(fèi)愛國院士高度肯定了這次比賽，并提出積極踐行科技強(qiáng)國戰(zhàn)略，以精彩比賽和高端學(xué)術(shù)交流活動，向新中國70華誕獻(xiàn)禮的要求。

比賽結(jié)束后裁判組合影留念

9月26日，2019首屆智能可穿戴技術(shù)大會隆重舉行，約300名嘉賓參加此次論壇交流。兵器裝備研究所曲永杰副所長、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)高洪波副研究員、浙江大學(xué)劉濤教授、大連理工大學(xué)副院長張憲超教授、吉林大學(xué)院長孫曉穎教授、北京科技大學(xué)肖文棟教授、東華大學(xué)科研處處長王宏志教授、浙江大學(xué)潘赟副教授和上海磐啟微電子有限公司楊豐林副總經(jīng)理、陜西龍行數(shù)字科技有限公司代紅總經(jīng)理，分別就《科技穿在身上》《可穿戴機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》《可穿戴式步態(tài)分析技術(shù)及應(yīng)用研究》《可穿戴裝備的智能技術(shù)》《觸覺再現(xiàn)技術(shù)在智能穿戴中的應(yīng)用》《面向健康狀態(tài)測評的可穿戴數(shù)據(jù)智能分析與處理》《智能纖維的發(fā)展與展望》《穿戴式醫(yī)療健康設(shè)備與技術(shù)》《基于微功率的抗強(qiáng)衰落體域網(wǎng)技術(shù)及軍事應(yīng)用》《穿戴設(shè)備在VR產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用》作專題報告。10位專家聚焦“科技——穿在身上”這一主題，從不同專業(yè)領(lǐng)域和視角研討交流可穿戴技術(shù)前沿動態(tài)、最新成果和發(fā)展方向。隨著5G時代的到來，智能可穿戴設(shè)備將更加全面而深刻地改變著人們的生活。

智能可穿戴設(shè)備及先進(jìn)技術(shù)展示同期舉行，約40家單位參展，涵蓋防護(hù)集成、嵌入融合、意圖感知、新興驅(qū)動等領(lǐng)域，全面展示了新型結(jié)構(gòu)技術(shù)、微驅(qū)動技術(shù)、肌電信號分析技術(shù)、智能控制技術(shù)等方面的最新進(jìn)展，探索AI賦能可穿戴技術(shù)的發(fā)展途徑。

目前，在世界范圍內(nèi)，大多數(shù)國家的科研機(jī)構(gòu)對外骨骼這種智能可穿戴設(shè)備的研究尚處于基礎(chǔ)起步階段，美國和日本的技術(shù)相對領(lǐng)先，中國正在迎頭趕上。未來，隨著各國對這一領(lǐng)域的不斷探索，外骨骼或真如人的一層皮膚般輕便，又能讓穿著者化身為如托尼·史塔克一樣的超級英雄。

實(shí)習(xí)編輯/劉玉珍