牛迪科技：无畏道阻且长，实现系列外骨骼产品量产
热爱是一种蓬勃的生命力，每一位初接触袁博的人都不难感受到从他身上散发出的那种对于机械世界由内而外的热爱。作为牛迪科技的创始人，袁博带领团队在五年时间里从设计初代产品到今天实现无源负重和无源搬运系列外骨骼产品的量产，完成有源系列外骨骼核心技术“带离合并联式弹性驱动器”和“运动意图识别算法”的自主研发，这是团队的里程碑，也是创业五年袁博给自己的交代。牛迪科技以其扎实的产品一举夺魁，荣获“2021年度特种机器人产业链‘揭榜’推进活动优胜单位”，为广大社会创新科研团体起到良好的示范与激励作用。
“刚刚你问我，为什么全国这么多团队我们能够取得优胜奖，我想在一定程度是因为我们一直在做创新，我们非常热爱正在做的事情。”说这番话的是新澳门路线网址app下载的创始人袁博，这位80后创业者正坐在地下室的工作间里对自己的外骨骼事业侃侃而谈，背后挂满整面墙壁的工具洋溢着他对机械世界的热爱，在喜爱的事物面前，仿佛整个他都在散发着光亮。
袁博和他的外骨骼产品
机械外骨骼是一种类似于昆虫外骨骼的人体穿戴设备，能够帮助增加人体负重能力，降低肌肉疲劳感，防止肌肉与骨骼的损伤，在应急救灾、消防澳门24小时app下载和医疗康复等领域有着广阔的应用前景。IEEE Fellow李世鹏认为，人、机器人/物联网，以及AI是人工智能相关研究的关键三要素，这其中两两要素关联便会形成一门新的学科，机器人和人类这两要素相融会形成“增强机体”，而机械外骨骼正是增强机体的一种探索。
选择机械外骨骼这条道路，还要从袁博最喜欢的川西说起，袁博生长在重庆，第一次看到川西的大山时他深受震撼，“人的视角就已经很宽了，但是川西的山脉还是一眼看不完，一定要环视一圈才能看到山边与天空的交界。”汶川地震的前一天是袁博的生日，当看到地震的新闻时，他再次被震动，蜀道难，难于上青天，他深知川西地形的艰难险阻，平日一场普通的泥石流都会让旅人在狭窄的山路上堵上整整一天，这次遭受到地震的破坏，难以想象澳门24小时app下载工作将要面临怎样的挑战。
在消防澳门24小时app下载、物资遣送的过程中，经常会遇到道路狭窄、崎岖不平以至传统交通工具难以通过的情况，澳门24小时app下载人员只能靠自己背负、肩扛或手抬数十公斤的物资徒步进入灾区，高强度的负重和不间歇的行进会严重制约澳门24小时app下载人员的机动能力，而且山区或者高原缺氧的环境更容易加速澳门24小时app下载人员的体力不支，在这种情况下，袁博萌生了做机械外骨骼的想法。
▍一体式腰部负重助力外骨骼
在2021年度特种机器人产业链“揭榜”推进活动上，牛迪科技自主研发的“一体式腰部负重助力外骨骼方案”凭借先进的技术指标与可靠的性能在比赛中一举夺魁。这是牛迪科技的新一代的主动式负重外骨骼产品，由一体式腰背组件、左右侧大小腿组件、左右侧踝关节组件、左右侧鞋套组件和无线压力传感采集组件构成，可以实现50kg左右的保守承重。
一体式腰部负重助力外骨骼
据袁博介绍，在上一代的负重外骨骼设计中，髋关节采用的是更加同构的自由度设计，但是当负重超过35kg后，髋关节会出现下塌，卸力效果达不到理想状态，所以为了提高背负重量的卸力效率，这款外骨骼产品使用了腰部一体式设计，提高了腰部的刚度。新一代产品的髋部三个自由度方向的旋转运动全部置于人体髋部外侧位置，背部负载可以高效地传递至外骨骼两侧腿部，从而传递至地面。
背负重物在爬陡坡或者楼梯的过程中对膝盖的负担也很大，所以一体式腰部负重助力外骨骼还进行了驱动机构与执行机构分离的设计，采用钢丝线管这种柔性传动的方式，将主动式助力外骨骼的大部分较重部件全部集中在人体腰部以上的位置，降低人体穿戴外骨骼后对下肢摆动惯量的影响程度，减少体能消耗，实现承载效率的进一步提升。
不过钢丝是一种典型的抗拉不抗压型饶性件，因此这给系统动力学模型引入了非线性控制因素，为了能使该传动系统在任意时刻都能有保证地回收多余的钢丝，袁博和他的团队采用了带棘轮棘爪的并联弹性驱动器结构。
提到带棘轮棘爪的并联弹性驱动器，袁博非常激动，他认为有许多的机械设计都非常巧妙，平日里他非常喜欢到处寻找有意思的机械结构，而棘轮棘爪正是他发现的宝藏之一。棘轮棘爪常见于踏板车，是无级变速器中的一种离心离合器，没有速度时发动机会转，但是轮子不动，一旦加速离心离合器便会将轮子带起。袁博将这种机构设计融入到了并联弹性驱动器的设计，在电机不工作时，帮助钢丝绞盘收回钢丝，电机助力时，再将电机的转矩瞬时高效传递至钢丝绞盘，从而保证外骨骼助力的响应速度。
▍兴趣是事业的内驱动力
目前牛迪科技主要有三种类型的外骨骼产品，分别是聚焦在搬运助力、行走助力和负重助力方向，无源负重和无源搬运系列的产品已经在2021年实现了量产，从初代产品设计到如今的量产，牛迪科技只经历了短短五年时间，这五年中有一大部分时间专注在产品的研发，到2018年年中才真正开始做公司化运营。快速的发展离不开袁博对机械外骨骼这条道路的坚定与长久以来的积淀。采访中，袁博给人留下深刻的印象，在国防科技大学攻读本硕博后又前往英国南安普顿大学完成博士联合培养的他，专业涵盖了计算机、水下声学、机械工程和数学建模，是一个标准的“别人家的孩子”。回顾自己的成长历程，袁博感慨自己幼年时期其实非常淘气，是父母的耳濡目染在他心中埋下了科技的种子。他出生在一个军人家庭，但是父母对袁博从来没有严厉的管教和望子成龙，更多时候只是母亲默默地把他带在身边做实验，虽然工作繁忙但是仍会一有时间就陪伴小袁博一页页翻读《科学家故事》，从小袁博便对鲁班、华佗和爱迪生的故事如数家珍，那时起他便幻想，什么时候自己也能够像瓦特一样推进工业革命，发明出下一代交通工具。如今这本书就放在袁博工作台触手可及的地方，随便翻开一页还清晰可见当年他歪歪扭扭的读书笔记。这大概这就是他的创业圣经，也是他梦开始的地方。
牛迪科技产品体系
或许是兴趣使然，也或许是性格决定命运，从小不服输又肯钻研的他逐渐在学习中取得了优异的成绩。回顾读书生涯，袁博坦然讲自己曾经为了“刷分”急功近利，不断参加竞赛只为取得更高的成绩，学习也是一个修罗场，在一个又一个的学科竞赛中不断修炼的他终于有一天明白，竞赛的意义不在于取得高分，而在于知道只要自己努力，结果就一定不会太差。从那时起，袁博知道了未来就在自己手上，他知道了自己能行，更知道了自己怎样才能行。
像这样的人生顿悟有些人会来得晚，也有些人会来得早，但只要找到自己的那份力量源泉，心中的信念就不会再被随风吹散，如今这份激励一直带在袁博的身上，未来也许还会遇到很多困难，但是相信命运会永远垂青有备而来的人，愿每一位逐梦者都能抵达心之所向，无所谓道阻且长。
