Cybathlon大赛冠军 韩国科学技术研究院打造最新版WalkON Suit F1可穿戴步行机器人

据韩国保健福祉部发布的《2023年残疾人状况调查》显示，截至2023年，韩国国内残疾人总数为264.7万人。其中65岁以上所占比重首次超过一半，达到54.3%。人口老龄化，尤其是老年残疾人口在总体残疾人口中的比重也在持续增加。

近日，韩国科学技术研究院机械工程系教授 Kyoungchul Kong（Angel Robotics 首席执行官兼创始人）牵头打造一款专为完全瘫痪的人开发的新型可穿戴机器人，与传统可穿戴机器人不同，该机器人能够走到瘫痪者身边，患者可直接从轮椅上进行穿戴，而无需他人帮助。

▍九年时间持续打造WalkON Suit系列产品

据悉，WalkON Suit 是研究团队自 2015 年起持续研发的一款专为截瘫患者设计的可穿戴机器人，其目标人群为美国脊髓损伤协会 (ASIA) 损伤量表 - A 级（完全瘫痪）损伤患者，即截瘫最严重的程度。因此，其开发目的与目前 Angel Robotics 正在全国供应的其他康复治疗和肌肉力量辅助机器人不同。

▍WalkON Suit F1 外形和主要规格

Kyoungchul Kong研究团队从2015年开始打造WalkON Suit系列产品，2016年首款产品WalkON Suit 1问世，历经数款产品迭代之后，2020年推出了WalkON Suit 4，成功将步行速度提高到3.2km/h，达到了非残障人士的正常步行速度。此外，它还展示了通过日常生活中可能遇到的狭窄通道、门和楼梯等障碍物的能力。

然而在WalkON Suit 4产品上，依然存在一个非常严重的问题，那就是该机器人无法通过患者自主进行穿戴。虽然穿戴机器人后患者无需他人帮助就能行走，但一开始穿戴上它则是要兴师动众的需要其他人帮忙。

为解决上一代产品的设计短板，Kyoungchul Kong再次更新了设计思路，推出新一代WalkON Suit F1可穿戴机器人，该机器人采用正面对接方法，使患者可以直接站立后完成与可穿戴机器人对接。而传统方法则是后坐式对接法，需要患者起身站立后，绕行到机器人前方再进行对接，一定程度上节省了工序。

在智能化方面，新一代WalkON Suit F1可穿戴机器人能够自行走到患者面前，并通过主动控制重心以抵抗重力拉力来保持平衡，即便是患者以其他方式推动机器人，该机器人也能保持平稳不会因为外力而倾倒，拥有很好的鲁棒性。值得一提的是，WalkON Suit F1可以在直立状态下，自由使用双手，并且无需借助拐杖。

与之前的技术相比，WalkON Suit F1中的电机和减速器模块的功率重量比几乎增加了一倍。同时，电机驱动器的控制性能提高了大约三倍，使机器人的响应速度比海外竞争机型更快。机器人中嵌入的软件也得到了显著增强。

值得一提的是驱动器的嵌入式软件技术得到明显改进，无需使用昂贵的上位控制器，即可稳定地实现先进的运动控制算法，WalkON Suit F1安装了用于障碍物检测的视觉识别系统和用于神经网络应用的AI模块。而此前测试环节当中，算法在缺乏高端控制器的情况下很难实现稳定控制，随着高端控制器的加入，WalkON Suit F1的整体运动变得更加流畅和稳定，并且能够在不可预测的环境中发挥性能。

技术改进延伸到该套装的核心部件，这些部件由韩国科学技术研究院与 Angel Robotics 在国内合作开发。电机、减速器和主电路等关键部件都经过了优化，功率重量比大约是之前型号的两倍。这些进步标志着可穿戴机器人移动性所需技术的重大飞跃，为严重行动障碍人士的无障碍独立性树立了新标准。

Kyoungchul Kong教授表示，WalkON Suit F1可以看成一款介于人形机器人和可穿戴机器人之间的全新机器人。

▍WalkON Suit F1在瑞士Cybathlon大赛中获得冠军

苏黎世联邦理工大学的Cybathlon项目被称为“机器人奥运会”，该项目在2016年发起，首届赛事在苏黎世附近举行，吸引了来自 25 个国家的参赛队伍，66 名“飞行员”争夺焦点。四年后，穿着韩国科学技术研究院 WalkON Suit 4.0 的飞行员在外骨骼竞赛中分别获得第一名和第三名。第三届 Cybathlon 比赛于10月25日至27日举行，Kyoungchul Kong教授带领团队参与本次赛事。

机械工程系教授Kyoungchul Kong、研究员Seunghwan Kim（参赛选手）和博士生 Jeongsu Park（韩国科学技术研究院队队长）

下肢截瘫患者Seunghwan Kim（工程实验室的研究员）担任2024年Cybathlon外骨骼比赛的选手。

最终穿戴WalkON Suit F1机器人的Kim以6分41秒完成所有任务，获得第一名。瑞士团队获得第二名，泰国工程师获得第三名。

据韩国科学技术研究院Kyoungchul Kong介绍，WalkON Suit系列机器人是“穿戴机器人技术的巅峰”，WalkON Suit 衍生的众多组件、控制和模块技术正在为整个可穿戴机器人行业树立标准。