中国人工智能资讯智库社交主平台新智元主办的 AI WORLD 2017 世界人工智能大会11月8日在国家会议中心举行，大会以“AI 新万象，中国智能+”为主题，上百位AI作了覆盖技术、学术和产业最前沿的报告和讨论，2000多名业内人士参会。新智元创始人兼CEO杨静在会上发布全球首个AI专家互动资讯平台“新智元V享圈”。

　　【新智元导读】大学伯克利分校机器人和人体工程学实验室主任、SuitX的创始人 Homayoon Kazerooni 在 AI World 2017世界人工智能大会上分享《SuitX：外骨骼的计算智能》，揭秘可穿戴外骨骼技术的计算智能 。

　　2016年年2月，一家萌芽于大学伯克利分校的初创公司SuitX发布了一款名为Phoenix的医用可穿戴外骨骼，模块化、轻量化、低价的优势让它一时引起关注。当年底，这家公司再次发布名为MAX的外骨骼“三件套”。SuitX的创始人Homayoon Kazerooni对外自己花了超过十年时间研究可穿戴外骨骼技术。那么，Kazerooni究竟是何方神圣？是一个不折不扣的学霸，一走着开挂的人生。

　　1980年从威斯康星大学麦迪逊分校取得机械工程学硕士学位后，Kazerooni进入MIT攻读第二个理学硕士学位，修读的领域包括设计、控制系统、机器人学、制造机械等。硕士毕业后，他继续在MIT读博，研究范围包括人机系统和机器人。他在短短三年拿下博士学位，然后继续一开挂，进入大学伯克利分校机械工程学院任教，成为大学伯克利分校机器人及人体工程学研究室主任（这个实验室被称为“KAZ LAB”）。

　　2017年11月8日，Homayoon Kazerooni 在 AI World 2017世界人工智能大会上分享《SuitX：外骨骼的计算智能》，介绍SuiX最先进的外骨骼技术以及他的愿景，本文带来实录：

　　我今天展示的内容是智能（Intelligence）在仿生设备成本降低过程中起到的关键作用。首先我想分享智能如何为设计师、工程师、为人们提供成本更低廉、人们可以买得起的设备。

　　我猜大家应该都看过这样的电影，在这些非常有意思的电影里，戴上一些器械装备就可以移动物体，可以做普通人没有这些装备就做不到的事。我肯定大家至少见过这些图当中的某一部，因为它们被翻译成不同的语言上映。但是真正到我们 SuitX 公司的是普通的人，他们非常努力地工作，比如在航空公司、建筑工地、造船厂、制造厂、拼装厂里等等，他们透支自己的身体努力工作，他们需要更多的力量。

　　根据美国劳工部给出的数据，在工人中，背部、膝盖、肩部和胳膊的损伤被列为最常见工伤。这些文献你都可以在网上找到，比如工人们的支出中有近160亿美元都花在治疗背部损伤上。当然还有一些努力工作的人，他们每天承受大量的体力工作，包括像员，你们肯定也都见过或者医生需要搬运病人，当然还有像军人运输食物等。

　　对我们来讲最重要的一点就是在机器的设计当中我们更多的强调智能控制，而更少的依赖于硬件，这就帮我们带来更低的成本。我们不需要复杂精密的硬件，从我们的设计之初就希望我们的设备用非常有限的硬件，但却能很好地把它的功能性从机器传递给人。我们非常多地依赖软件智能去做预测。当然最终会给你带来最少量的硬件、最少量的线或者是器、最少的技术设备的实现一个能和人进行互动的外骨骼，这常难的工作，因为我们需要做的是从零开始创立智能的功能，因为为了降低成本，硬件已经是最小化了。低成本也使得它也可以更快速的送到客户手里面。

　　我现在给大家介绍现有的四款SuitX产品，最的叫做 Phoenix，是为有行动障碍的患者设计的。这个设备非常小它，只有27镑也就是13公斤左右，它是可以调整适合不同身高的人群，而且可以适合不同类型的残疾。

　　那么外骨骼是如何运作的呢？这里要用到一些临床背景，我们需要了解人是怎么行走的？有很多的文献都描绘了一个人的步态。大多数的这一些信息可以获得，但是一些信息只有当一个人能够走的时候，才能收集到，但是当他们残疾之后，不能行走就不能收集到这些数据。比如说这张幻灯片展示的就是健康人的髋关节和膝关节运动轨迹的临床数据。

　　举个例子，我们这里有五个只针对行走的数据点，这些都是医务工作者知道的信息，比如髋关节伸展的最大程度，摆动开始的时间，这些信息的标准对于医疗工作来说是很基础的。那么计算机在这个设备里面做一些什么？通过获得了有限的信息，它可以构建两条腿在摆动以及站立的时候的轨迹，并如实地传感到髋关节。另外一点必须要告诉大家的是这些设施饱和性的，也就是说它如果在髋部有，在膝部就是没有的，所以说它可以很聪明的通过五、六个点的采样就可以形成轨迹，然后只传感到髋部。

　　另外一个外骨骼的特征应用，就是一个人行走的数据可以存在某种类型的本地机当中，最后传入到云里面，医生可以看到这些数据，并基于本地的算法，他们就可以了解到比如说处方对于病人来讲是不是有用，有没有做到对称，速度合不合适等，并用这些信息对设备参数做一些改变。这就使我们在最小的硬件情况下，却能够在软件上有非常大的计算和智能能力。

　　要解决这一种问题的最佳的方式就是要对他们进行步态的训练，也就是让他们不断进行行走的训练。但是到目前为止这一种步态训练康复中心有很多的局限性，比如说并不是所有的城市都有步态训练，要将儿童从学校送到训练地，费用很高，训练者所需付出的劳动量也非常大。所以说我们希望可以将设备提供给孩子们，而且可以在家里使用，于是我们在同样的平台上用最少的硬件给孩子们开发出了这样的设备。

　　这是我们实验的最初阶段，也是我们第一次跟这孩子进行合作。我们也非常自豪，我们也常的荣幸能够跟这孩子进行合作，也因此获得了很多项。我们现在很多的产品还没有完全的开发完成，我们仍然这在方面努力过程当中，与我们在美国和中国宁波的同事、朋友一起。目前我们正在跟中国的FTA 合作，以及依靠宁波的公司来把这项技术带到中国来，重点是希望让人们可以买得起我们的产品。要达到这个目标，我们就要把重点更多放在人工智能以及软件。

　　我想利用一些时间再介绍一些类似的技术，比如十分钟之前我给大家介绍的行走机。现在我们有了可以减轻受损风险的智能机器，包括臀部、以及膝盖以及肩膀的风险。我大概给大家介绍一下，这样你们可以看到我们如何通过精准的硬件和可以进行预测的软件来压下这些设备价格的。我们有一款叫做MAX的产品，它有三个模块：背部支撑、膝部支撑和手臂支撑。这是背部支撑，在你弯腰搬重物时，它可以有效地缓解脊椎受到的压力。实验证明，背部肌肉的用力减少了50%。我们在不同的设施场景中评估了这个产品，到目前为止在全球范围内已经卖出了300多个这样的设备，包括欧洲、美国还有亚洲。它可以用于建筑、造船或者运输的工作中。

　　举个例子，（视频）我们可以看到这个人在移动包裹。这是在建筑工地。这个工作要求我们有比较长时间的弯腰。这里的工人穿着我们提供的外骨骼，在建船厂工作，工人正在船的内部工作。这是快递的工作，要把盒子搬来搬去。这是生产飞机的车间，工人正在制造设备。所有的工人都跟我们说了他们戴了背部外骨骼后，感觉更好了，而且他们的背部疼痛感也越来越减少了。

　　还有很多涉及到膝盖支撑的设备。我们都知道很多人被要求要蹲在地上工作，反复蹲起和长时间保持蹲姿会让膝软骨退化，并引起关节炎。所以我们就建立了有人工作能的膝部支撑外骨骼，它也能够把他们的膝部收到的压力减少大约50%。这张幻灯片是这个设备的应用，我们可以看到工人在蹲着做一些水泥的工作。这个是一个很常见的建筑工地作业模式，必须要经常的蹲下来膝部用力来做这作业。这是在地板上铺水泥。

　　所以在所有的设备背后的原则，实际上就是机器学习了人们的工作，不管是走还是上楼梯、下楼梯、弯腰、下蹲、跪着或者举起手臂，都是机器进行的学习，而且这些机器可以智能地做决定。它十分聪明并且迅速，这和过去不一样，过去需要一个额外的服务体系，测量许多传感器，并基于传感器推动模块运行。而现在，我们仅仅是对一个人进行长期的观察，然后预估一下他下一步该怎么去做，并且智能的激活或者不激活这个设备。了解机器学习后，关键的一点就是让机器学习可以跟上人类适应能力的速度水平，这就是我们平台的智能控制算法的工作。

　　就像我刚刚提到的，SuitX正在试图的解决这些方面的问题，明年我们将会推出另外两个新的产品。我们想成为一家可以给美国、中国等全世界各地的人们提供可使用的设备的仿生公司。刚才我谈到了残疾人以及工人方面的相关设备，我们也给士兵们设计产品，大概2018年就可以完成了。我们的重要工作就是使得我们的设备可以认识到人类在做什么以适应人的需求，并为他们提供支撑以更好地工作，并为工人、孩子们、残疾人提供他们买得起的设备。

　　最后，我们非常高兴今天能够来到这里，我们也是希望有一些合作伙伴，比如说产业界的合作或者医疗方面的合作伙伴，共同来推进这一方面的工作，非常感谢大家的倾听。

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