在人工智能迅猛发展的新时代，技术创新不再仅是理性的探索，更是一种饱含温情的关怀。人工智能赋能，推动康复医疗领域的进步，已成为社会关注的焦点。近日，在 2024 年国际康复工程与辅助技术大会暨世界康复机器人大会上，北京科技大学模式识别与人工智能技术创新实验室携手国家康复辅具研究中心生活照护辅具研究部，共同发布了备受瞩目的 " 新一代智能电动轮椅技术 "。这一技术的问世，不仅标志着智能技术在康复辅具领域的又一个突破性进展，也为广大老年人和行动不便者带来了福音。

图 1 智能电动轮椅在大会亮相

图 2 北京科技大学殷绪成教授在大会上做特邀报告

图 3 智能电动轮椅技术功能演示  

智能电动轮椅技术的发布引发了国内外参会人员的广泛关注与热烈讨论。与会专家纷纷对这一技术的创新性与实用性表示高度赞赏，认为其不仅在技术层面上实现了突破，更在实际应用中展现了极大的潜力。国内外同行对这一技术的独特解决方案和先进理念表示浓厚兴趣，纷纷表示希望能深入了解和借鉴这一创新成果。

图 4 国内外参会人员参观智能电动轮椅

图 5 参展观众现场体验智能电动轮椅  

" 新一代智能电动轮椅技术 " 累计申请国家发明专利 30 多项（已授权 12 项）。新一代智能电动轮椅技术结合了智能硬件、智能驾驶和智能陪护三大领域的前沿技术，全面提升了康复辅具的性能和用户体验：智能、安全、舒适。

智能硬件：灵活多变，守护健康

新一代智能电动轮椅融合多项智能硬件创新技术，突破传统移动功能，新增多种姿态调节选项，为用户带来更加便捷、多样的使用体验。根据不同用户的个性化需求，提供精准支持，有效预防压疮、脊柱损伤等问题，同时促进下肢肌肉力量的恢复，实现健康与舒适的完美平衡。

智能姿态调整转换机构的设计采用多个连杆机构来实现人体各种姿态转换，同时能消除人体因姿态转换与轮椅枢轴不同轴而产生的剪切力。总体结构包括辅助起立及倾斜机构、靠背调整机构、腿托角度调整机构和座椅面旋转机构。其中靠背处设计有 RSSR 机构，以实现在靠背调整时，实现靠背相对于靠背架的上下移动，从而消除靠背角度调整时形成的人体背部和轮椅间的剪切力，提高实用性和舒适性。腿托角度调整机构附加有一上下直线运动机构，以实现在腿托角度调整时，实现小腿相对于腿托架的上下移动，从而消除人体姿态调整时的人体下肢和轮椅间的剪切力，提高实用性和舒适性。通过建立矢量方程，计算各调节机构之间的运动关系，确保原动机和作动器的高效配合。

智能控制系统采用了模块化设计思路。包括四个模块：轮椅的行驶驱动、姿态调整的主控、轮椅行驶手操器、轮椅姿态调节手操器，四模块之间采用 CAN 总线通信。其中：两个手操器模块用于对轮椅外部信号的感知，需要处理人机按键和显示接口、摇杆速度和方向、加速度等环境感知的信息；轮椅行驶手操器模块和控制器模块之间通过 CAN 总线进行通信；控制器模块根据手操器采集融合的信息，并根据速度和故障检测反馈信息，形成模糊 PID 闭环控制，输出 PWM 脉宽，驱动双差速电机运行和电动执行器姿态调整，并确保了轮椅在各种复杂环境中的精确操控。通过实时调节速度、方向和加速度，这一控制系统能够应对多变的路况，保持平稳、安全的行驶表现。同时，高效电机和智能电池技术的结合，使轮椅在轻量化的同时，能够提供持续、强劲的动力，确保用户在长时间使用过程中依然能够获得最佳的驾驶体验。

a）轮椅站立姿态                               b）轮椅升降姿态

c）轮椅平躺姿态

图 6 智能电动轮椅的姿态调节

智能驾驶：科技引领，智慧同行

智能驾驶技术是新一代智能电动轮椅的核心亮点之一，它将语音交互、手势交互、自主建图、智能导航和自动避障技术完美融合，带来全方位的智能化驾驶体验。

语音交互功能为用户提供了前所未有的便捷体验。通过语音指令，用户可以轻松控制轮椅的启动、停止、转向等操作，甚至可以通过简单的语音输入设置目标地点，实现智能导航。这种自然直观的操作方式，尤其适合手部活动受限的用户，极大地提升了操作的便捷性和舒适感。

手势交互技术进一步丰富了智能轮椅的操控灵活性。通过手势识别系统，用户可以通过简单的手势动作来控制轮椅的前进、后退和转弯，甚至在行进过程中调整速度。这一技术的引入，丰富了轮椅的操控方式，为用户带来更好的体验感。

凭借自主建图技术，轮椅能够在未知环境中自动生成精确的地图。结合激光雷达和惯性传感器的高精度数据采集，配合高精度 SLAM 算法，轮椅能够在陌生环境中实时构建精确地图，并根据环境变化进行动态更新，为轮椅在陌生环境中精准导航提供基础。

图 7 智能电动轮椅未知环境建图（视频 / 动图） 

智能导航技术进一步提升了轮椅在动态环境中的应对能力。多传感器融合技术与智能导航系统结合，使轮椅在室内外环境中实现高效的路径规划和精准的定位。无论是狭窄的室内通道，还是开放的户外场地，轮椅都能自如穿行，使得用户享受无障碍的出行体验，彻底摆脱了传统电动轮椅对固定路径的依赖。

此外，自动避障功能则为用户的出行安全提供了全方位的保障。借助人工智能算法，轮椅能够实时识别并跟踪周围的障碍物，并在必要时自动调整路径以避免碰撞。面对突如其来的障碍物或行进中的复杂环境，轮椅都能做出毫秒级响应，确保用户的出行安全。

图 8 智能电动轮椅自主导航和避障（视频 / 动图） 

智能陪护：贴心守护，温情常伴

随着社会老龄化的加剧，智能陪护功能成为了新一代智能电动轮椅的关键创新之一。它通过目标跟随与健康监护等技术，为用户提供全方位的贴心守护。

目标跟随功能使得轮椅能够根据用户需求，自动跟随指定的目标对象。在家中或户外，用户只需指定一个目标，轮椅便会保持安全距离，自动调整路径紧随其后。这一功能特别适合老年人或行动不便的用户，能够有效减轻他们的行动压力，增加出行的便利性和安全感。

图 9 智能电动轮椅跟随特定目标（视频 / 动图）

健康监护功能则为用户的健康提供了精准守护。轮椅内置多种生物传感器，能够实时监测用户的心率、血压等生命体征，并通过无线技术将数据传输至云端健康管理平台。用户及其家属可以随时通过手机或平板设备查看健康数据，医疗机构也能够根据数据进行远程监护与诊断。这一系统不仅大大提升了用户的健康管理水平，也为医疗资源的有效利用提供了新的可能。用户在享受智能轮椅便捷的同时，也能时刻关注自身健康状况。

结语：引领康复，智享未来

" 新一代智能电动轮椅技术 " 的发布，是北京科技大学与国家康复辅具研究中心在康复辅具领域前沿探索与创新实践的重要成果。这一技术的问世，不仅为康复辅具行业带来了新的产品技术，也为广大老年人和行动不便者提供了的便捷与安全保障。通过将智能硬件、智能驾驶与智能陪护技术相结合，新一代智能电动轮椅展现了智能化技术的无限潜力。

未来，北京科技大学与国家康复辅具研究中心将继续携手并进，持续推动康复辅助技术的创新与应用。智能电动轮椅作为智能康复辅具的代表性产品，必将在康复医疗市场中引领新潮流，为用户带来更多福祉，开启智能康复的新篇章。

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