使命在肩 初心如磐
——記中國科學院沈陽自動化研究所機器人學研究室副主任趙新剛

□ 徐亞楠

習近平總書記曾經在兩院院士大會上指出，機器人是“制造業皇冠頂端的明珠”，其研發、制造、應用是衡量一個國家科技創新和高端制造業水平的重要標志。如今，在科學技術的不斷發展之下，機器人研究已涉及到了各行各業。

在醫療層面，康復機器人作為醫療機器人的一個重要分支，其研究貫穿了康復醫學、生物力學、機械學、電子學、材料學、計算機科學等諸多領域，已經成為國際機器人領域的研究熱點。目前，康復機器人已經廣泛應用到康復護理、假肢和康復治療等方面。

中國科學院沈陽自動化研究所根據國際上康復機器人的發展趨勢，從2008年開始布局康復機器人理論研究和技術研發，并將人機共融性的康復機器人技術研究作為研究所重要的研究方向。在這一平臺埋首科研多年，趙新剛將研究方向集中在康復機器人研究領域，用腳踏實地的科研精神、創新發展的科研理念為更多高齡、傷殘患者提供康復治療而不懈奮斗著。

開啟康復機器人逐夢之旅

追溯過往，趙新剛一直未曾停止在科研世界里汲取營養，不輟求索。

趙新剛

1996年9月，趙新剛成功考入吉林大學，并與機械方向的研究結緣。本科畢業后，他回到了山東老家，在濟南市環境衛生科學研究所工作。日趨安穩的工作狀態讓趙新剛愈加迷茫，不安于現狀的他決心考研，回到學校繼續深造。2001年9月，他考取了吉林大學工學碩士，繼續在機械研究方向深造，并在這一領域打下了堅實的基礎。

在未知的科研世界進行深度探索，讓趙新剛心向往之。研究生畢業后，他又順利考取了中國科學院沈陽自動化研究所工學博士學位。博士期間，他師從韓建達研究員，開展無人直升機的研究工作。博士畢業后，趙新剛延續著之前的研究方向，開始在中國科學院沈陽自動化研究所機器人學國家重點實驗室從事相關領域的研究工作。

當時，實驗室主要致力于特種機器人研究。特種機器人是除工業機器人之外的、用于非制造業并服務于人類的各種機器人的總稱。它包括服務機器人、水下機器人、娛樂機器人、軍用機器人、農業機器人等。在當時的發展趨勢之下，韓建達認為服務型機器人有很大的發展前景，而實驗室也需要擴展在這一領域中的研究。在他的建議之下，趙新剛基于之前的研究基礎，將研究方向做了轉變，開始致力于康復機器人研究，至今已10年有余。

立足現狀的康復機器人研究

康復機器人研究是科技發展的大勢所趨，也是由我國的社會現狀決定的。對于趙新剛及其團隊而言，他們從事此類研究就是為了能夠踏踏實實地為相關老齡、傷殘群體做出貢獻。

近些年來，隨著我國邁入老齡化社會，老年人口占比越來越大。《第四次中國城鄉老年人生活狀況抽樣調查》顯示，截至2016年，我國失能、半失能老年人有4063萬人，占老年人口的18.3%。我國目前大于60歲的人口有2億多人，許多老人都面臨中風和其他各種疾患的困擾，而康復治療是極其重要的內容。

除此之外，針對肢體傷殘患者，在經過諸如外科手術等急性期的處理后，僅有小部分人可以恢復原狀，大部分會伴有肢體行為障礙癥狀。行之有效的方法是治療后立即轉為康復訓練，通過康復重新建立腦部神經與肢體的聯系，實現對肢體運動的有效控制。

目前，國內現有7000余家康復醫療機構，但能提供康復訓練的僅占不到1/3。現有的傳統康復訓練室中普遍是一些非常簡單的設備，人機交互功能很差，而康復本身對人機交互的要求卻很高。因此，發展康復機器人研究有著至關重要的作用。

在學生時期，趙新剛也曾參與過一系列科研項目，對項目研究的全過程有了更加深刻的理解。憑借著優秀的專業實力，趙新剛在學生時期就成功申請了國家自然科學基金青年項目，在項目研究中收獲了長足的進步。而后，他又申請了國家自然科學基金面上項目等，在項目研究中不懈前行，打磨錘煉。

特別是在國家自然科學基金項目研究中，趙新剛較早提出了“鏡像康復”的概念。據數據顯示，在中國有近600萬人的腦血管病患者，每21秒就有一人死于中風。近年來，中風病已經并非中老年人的專屬，越來越多的年輕人也被中風病侵襲，對這一疾病進行康復治療至關重要。

一般來說，腦中風病經常會引起偏癱癥狀，單側肢體出現運動障礙。針對這一現狀，趙新剛及其研究團隊成員研制出了一種系統——利用病人肢體的健康一側作為信號來源，來帶動患側的設備，幫助病人康復，以此形成一個完整的閉環，使病人能夠主動發出運動指令來支撐其患側運動。這樣，不僅能鍛煉病人的患側肢體，還能提升病人主動參與到康復過程中的主觀能動性，對于今后的康復治療有著極好的推動作用。

從事這一領域研究工作以來，趙新剛先后負責和參加了面向自主移動機器人、康復機器人、手術機器人、外骨骼行為輔助機器人等在內的國家科研項目的研究工作。其中，包括原國防“973”項目、國家自然科學基金重點項目、國家自然科學基金面上項目、原“863”計劃項目等近20項。深入到各項研究中，他在專業領域的科研能力有了極大的提高。

團隊協同譜寫研究新篇章

在科學研究中，團隊通力合作發揮著至關重要的作用。但是，研究道路不總是平坦寬闊的，在前行的過程中，趙新剛所在的科研團隊也曾遭遇過各種困境。面對這些困難，趙新剛始終保持著從容、淡定的心態。在他看來，困難也是一種機遇，在逆境當中，研究人員們可以對團隊的研究走向以及未來的發展，進行更加深入的思考。

課題組成員合影

目前，他所在的科研團隊大約有10余人左右，團隊主要致力于手術機器人、康復機器人以及地面移動機器人這3個大方向的研究，每個方向各有其優勢。現如今，趙新剛及其團隊成員正在致力于將這3個研究方向交叉合作，將團隊的研究力量聚攏起來，擰成一股繩。“例如，地面移動機器人與康復機器人，在未來的‘助老助殘’研究方面，應該會有很大的研究潛力?！壁w新剛說。在大方向的引領下，團隊很可能會在科學研究中做出更多創新性科研成果。

在科研引領方面，趙新剛一直致力于讓學生深度參與到課題研究中去，“因為學生的科研方向也是從課題研究中衍生出來的，深入到其中進行科學研究，不僅使學生的研究能力得到了提升，也促進了整個課題的進展?！壁w新剛說。每隔一段時間，他還會讓學生們通過組會匯報科研成果，使大家能夠通過這一形式從他人的研究中受到啟發，時間長了之后，很可能會對他們今后的研究產生潛移默化的影響。除此之外，他還希望學生能夠盡量了解自己的研究所處的科研現狀，明白自己所做的科研工作處于怎樣的位置，能夠從已有的科研成果中，發現問題、進行思考，以尋找到新的思路與方法?！霸谀撤N程度上，發現問題比解決問題更重要。”趙新剛說。

2018年，趙新剛開始擔任中國科學院沈陽自動化研究所機器人學研究室副主任。在新時期，他仍沒有一絲懈怠。未來，他希望能和團隊成員一起，腳踏實地，攻克人機智能交互以及柔性安全驅動這兩個核心技術。除此之外，他們還將致力于康復機器人研究的成果轉化，打破我國康復設備對國外的依賴，做出社會與人民需要的好產品。不馳于空想、不騖于虛聲，趙新剛的科研理想始終篤定！