“挑战杯”特等奖|同济00后团队研发智能康复机器人,打通居家康复“最后一公里”
2025-12-02 青年

青年报·青春上海记者 顾金华

同济大学研发的这款智能康复机器人,可精准捕捉患者运动意图与身体状态,做到“未动先知”,实现主动康复;可以利用模仿学习转化医生专业动作,降低医护依赖;还可以通过自动化评估康复状态,个性化推荐训练方案,提升康复效果。

在第十九届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛决赛中,一支来自同济大学的8名本科生组成的科创团队,凭借其研发的“灵械妙手——基于神经康复机器人的自适应训练—评估一体化平台”项目脱颖而出,荣获主体赛全国特等奖。他们聚焦老龄化社会下的康复医疗资源短缺痛点,致力于通过“人工智能+康复医疗”技术融合,研发家庭适配型智能康复方案,为打通专业康复服务进入家庭的“最后一公里”提供青年智慧,为发展新质生产力注入青春动能。

  ◇  医院志愿服务遇痛点  ◇  

在国家创新驱动发展战略的感召下,这群大学生把目光投向了康复医疗领域的痛点,而研发灵感正源于“从病房到家庭的初心启迪”。

“不少脑卒中患者急性期抢救成功后,出院仍有口齿不清、行动受限等问题,黄金康复期内本该规范训练减少后遗症,却因医疗资源不足错失最佳时机。”项目发起人、同济大学自动化专业大四学生卞楚原告诉记者,科创初心源于大一医院志愿服务经历,在调研中,她看到许多患者出院后康复训练难以持续,家庭照护负担沉重。

“医生明确说,黄金康复期的规范干预能大幅降低后遗症风险,但我国康复治疗师缺口巨大专业资源缺口让多数患者康复中断。”卞楚原坦言,更揪心的是部分患者康复意识薄弱,仅靠家属简单照料,长期卧床久坐引发肌肉萎缩,身体功能持续衰退。之后她在上海市养志康复医院调研发现,即便有专业设备与团队,有限床位也难匹配每年约300万脑卒中新增患者的需求,优质康复资源触达家庭的“最后一公里”鸿沟愈发明显。

正是这份源于现实的触动,让卞楚原有了这样一个念头:能否借助人工智能,让优质的康复资源突破时空限制,真正“飞入寻常百姓家”,让患者的康复之路在家庭环境中得以延续。

卞楚原的想法很快得到了指导老师蒋烁的认可,这位90后老师对此有着强烈的共鸣。“一个家庭中如果有失能老人,往往需两名成年人轮流陪护。当下年轻人多为独生子女,养老照护本就是现实难题,叠加人口老龄化加剧,康复供需矛盾只会更突出。”他同时发现,科研领域成熟的信息化技术多困在实验室,未充分落地临床服务患者,这一缺口更坚定了支持团队研发的决心。

  ◇  跨学科团队攻坚难题  ◇  

从想法落地到原型机成型,团队历经近四年深耕打磨。项目初期由自动化、微电子、计算机专业的4名本科生组建核心研发组,后续又有机械设计、算法领域的2位大学生加入。同时邀请何斌教授把控人工智能方向,同济大学附属养志康复医院靳令经院长把控医学方向,联合康复医学专业学生完善流程,构建起了一支“工科研发+医学支撑”的跨学科团队。

将专业康复设备引入家庭非结构化环境,核心要突破环境适应性弱、人机交互不友好、成本高等多重挑战。团队成员在指导教师的指引下,在“让每位患者都能享有高质量家庭康复”这一信念的支撑下,始终选择迎难而上,最终打造出一套能够理解家庭环境、学习专业康复动作、并与患者智能互动的解决方案,有效打通了“从医院到家庭、从人工到智能、从经验到数据”的最后一公里。

研发中,团队曾因课余时间协调难、机械结构设计分歧、投资人谨慎态度陷入困境,最终靠“分散攻坚+定期同步”模式推进,考试季灵活分配工作量,机械结构通过反复实验优化方案,吸纳投资人建议聚焦基层适配性。“无数个熬夜调试的夜晚,即便测试失利焦虑,次日也会重新振作,靠彼此补位的氛围坚持下来。”卞楚原说,“在团队合作的过程中愈发明白,一个人走得快,一群人才能走得稳、走得远”。

与传统康复设备相比,团队研发的康复机器人核心优势在于“智能化”与“自适应”,核心依托具身智能技术,将灵活人工智能算法融入设备,实现“主动康复”与“个性化适配”。蒋烁告诉记者,设备的智能化主要体现在三个方面:一是基于神经电信号感知,而非单纯视觉观察,能更精准捕捉患者运动意图与身体状态,如同“人体康复X光”,实现主动康复;二是通过模仿学习传递医生经验,将专业康复流程转化为设备程序,减少对医护人员的依赖;三是依托自动化评估,可根据患者康复进度自适应推荐训练方案,避免“一刀切”,提升康复效果。

2025年5月,该项目在同济大学附属养志康复医院完成家庭场景模拟测试,各项指标均达预期,这个结果让团队为之振奋。“目前设备仍处于原型机阶段,进入家庭需完成多项审批,后续将联合医疗机构推进小范围试点,持续优化产品性能与用户体验。”蒋烁表示,对于未来,大家有着共同的期待。项目短期目标是推动优质康复资源下沉至社区医院,缓解三甲医院康复资源紧张问题;长期则希望能实现设备家庭普及,让失能、半失能患者在家即可获得专业康复服务,减轻家庭照护负担。

该项目此前已获评上海市大学生创新创业训练计划优秀结题项目,此前屡获校内外科创赛事佳绩,此次“挑战杯”全国特等奖更是对研发成果的高度认可。决赛现场,团队打出“青年不是未来的力量,而是当下发生的力量”的口号,恰是科创历程的真实写照。

“老师负责搭建舞台,真正挑大梁、当主角的是学生。他们主动对接国家需求,面向人民生命健康做科研,有兴趣、有自驱力,投入了大量课余时间熬夜攻关,决赛前最后一版设备调试到凌晨,面对专家压力测试从容应对,展现了新时代大学生的科研素养与责任担当。”蒋烁为团队点赞。

“最开始想做高大上的技术,后来发现真正有价值的创新,藏在解决民生痛点的细节里。”卞楚原说,这段科创经历让团队深刻理解“需求牵引创新、科技向善”的内涵,未来将继续深耕康复机器人领域,推动技术落地应用,用专业知识服务更多患者,为健康中国建设贡献青年力量。

谈及未来规划,卞楚原有着年轻人特有的热忱与清晰认知:“我们不想只停留在赛事获奖的阶段,更希望让技术真正落地惠及普通家庭,真正让康复机器人不仅能‘走进家’,更能‘用得好’。”卞楚原说,作为新时代大学生,既享受技术攻关带来的成就感,更坚定了“科技服务民生”的方向,“康复关乎每个家庭的幸福,能靠我们的研发帮患者少走康复弯路、帮家属减轻负担,这份价值比任何荣誉都珍贵,我们会一直坚持做下去”。

青年报·青春上海记者 顾金华

编辑:陆天逸

来源:青春上海News—24小时青年报

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