[媒体工大]河北日报：郭士杰——科技，让养老更舒适

来源: www.hebut.edu.cn

郭士杰教授


郭士杰将在第四届中国机器人峰会上展出的成果

  郭士杰研发的RIBA系列机器人

原文如下：

郭士杰，河北任丘人，长期从事高科技养老助残、无束缚健康状态监测方面研究工作。1992年获日本东京工业大学博士学位，2015年正式归国。2016年入选国家“千人计划”，并担任河北欧美同学会·河北留学人员联谊会理事。现为河北工业大学机械工程学院教授、博士生导师，河北省智能传感与人机融合重点实验室主任。 

孝心催生的科技养老梦

记者： 近年来，随着人口老龄化的加剧，养老产业越来越受到广泛关注。不过大家目前比较熟悉的还是养老社区、疗养院等硬件建设，对您所从事的养老助残的智能化与机器人化研究，似乎还有些陌生。您能否简单介绍下自己所从事的工作？

郭士杰： 我主要从事的是高科技养老助残、无束缚健康状态监测方面的研究，具体包括柔性皮肤触觉传感器、护理机器人、预防摔倒的柔性助力装置、无束缚睡眠呼吸监测系统，以及预防褥疮、提高睡眠质量的智能护理床等。

这几项研究目前已经在实验室做出了成品。例如，应用柔性皮肤触觉传感器的RIBA系列护理机器人，可以把人从椅子上抱到沙发、马桶上，而且跟人接触时，柔软的皮肤让人感觉很舒服。预防摔倒的柔性助力装置是一种外骨骼机器人，外形像个裤子，老人穿上它，抬腿走路时会获得助力，还能防止摔倒。智能护理床，不仅能测出使用者的心跳、呼吸等健康状况指标，还能够调整人的睡姿，避免人打呼噜、生褥疮。

记者： 您一直在说“柔性皮肤”“柔性助力”等，可我们知道您本来是学机械工程的。您是怎么从机械领域转到养老护理这个领域的呢？

郭士杰： 我进入养老护理这个领域，很大程度上跟早年的亲身经历有关系。

我上初中的时候，爷爷患病卧床不起。当时家里穷，父亲要到天津卖泥娃娃挣钱，母亲要到田里干活。我在兄弟姐妹中是老大，因此基本上由我照顾爷爷。但那时候我在上学，也不能从早到晚陪护爷爷，下午放学回家时，常发现爷爷已经把大小便排在了炕上。而且老人自己对此很避讳，尤其避讳我母亲，每次一这样，马上就用被子盖住。

我当时就想，要是有什么东西能照顾老人，让老人有尊严地养老，不会因为子女忙而得不到照料，也不用因为伦理问题感到不好意思，就好了。

当初抱着这个念头，我一直想着要学医，可高考成绩不理想，被调剂到了当时的天津轻工业学院读机械工程专业，当时觉得跟梦想已经南辕北辙了。可没想到，大学毕业时正赶上国家公派留学生出国深造，我被派到应对人口老龄化最成熟的国家——日本。虽然学的还是机械专业，可我有意关注医工结合方向。到上世纪90年代末，日本鼓励老年护理产品研发，趁此机会，我争取到了研发项目。

记者： 您主持研制的RIBA系列护理机器人曾被日本经济周刊评为全日本百项最有希望商品化的创新技术之一，并被写入2012年度高中教科书。您在日本已经有足够的名气和事业基础了，但2015年下定决心回国，是不是主要看重了国内的养老市场？

郭士杰： 国内养老市场是一片广阔的天地，可为我研发的产品提供用武之地。同时，我回国也是感情上的一种必然。

我是国家最后一批公派留学生。当时国家为了学习国外先进技术，选拔学生出国留学，我有幸通过选拔考试，于1986年10月被派到日本东京工业大学就读机械专业。我老家是河北任丘，我做梦都没想到，像我这么一个农村出来的苦孩子，还能有机会被公派出国接触世界前沿科技，这个机会是国家给我提供的。我们的国家当时并不富裕，可每月发给我们1万多元人民币的生活费，这相当于当时国内100多个工人的月工资。

所以我在日本学习、工作了近30年，却一直保留着中国国籍。之所以到2015年才正式归国，我主要是想利用日本优越的科研条件多学习些尖端技术。两个儿子的出生，也使我的回国计划被搁浅了两次。

2013年，借着回国到某科研机构做学术报告的机会，我给河北工业大学人事处打了一个咨询电话。没想到，机械学院当即派两个老师到我在天津住的宾馆接我。我是11点20分给学校打的电话，不到12点，两个老师已经进了我的房间！是河北工大院校领导求贤若渴的诚意打动了我。

记者： 近几年国家也出台了有关政策鼓励“智慧养老”，这是不是也让您更有信心了？

郭士杰： 的确如此。回国后，我的实验室被列为省重点实验室，用省科技厅拨付的启动经费购买了实验设备和仪器，实验室承担的京津冀养老一体化科技养老项目，又获得了一些研发资金。去年，我申报的《基于视触融合的护理机器人行为安全控制方法研究》项目，获批国家重点研发项目计划的重点专项，为继续深化我在国外的研究课题提供了条件和保障。

为了保证回国后能够保持充沛的体力再好好拼几年，回国前我提前坚持每天快步走，半年减了10公斤，这个习惯我一直坚持到现在。虽然我已经53岁了，但我感觉精力很充沛，我有信心带领我的团队研发出更好的养老护理高科技产品。

把“舒服”变成一门科学

记者： 一提起机器人，大家印象中总是硬线条的变形金刚或是流水线上各种高效率的机械手，可是您在介绍自己专业的时候，一直在强调“舒服”。

郭士杰： 对，我就是要做安全且让人用起来感觉舒服的机器人。这也是我研究的最大特色。已经研发的护理机器人RIBA和人一样，有一层皮肤，皮肤采用功能橡胶材料制作，柔软且具有触觉感知功能，它不仅让人摸起来舒服，还能感知与人的接触，自动判断人是否处于安全状态，是否舒服。机器人根据与人的接触状态，对其自身的状态微调，以确保人的舒服与安全。

再比如说，在日本，丰田、本田等公司都在做预防老人摔倒的外骨骼，但这些用硬质材料做成的助力装置，穿在身上硬邦邦的，还很沉。而我做的助力装置是布料一样的柔性材料，坐下的时候也不用摘下来。

记者： “舒服”是一种感觉，而且每个人的感觉可能也千差万别，要让机器人懂得什么是“舒服”，听起来是件不容易做到的事。

郭士杰： 现代机械设计理念更强调功能。但我觉得，机器既然是为人服务的，就要让人用起来好使、舒服。目前这方面的研究很少，因为就像你讲的，“舒服”这个东西是主观的。但只有把“舒服”量化，机器人才能知道怎么做。

研究一款产品不难，而我们最主要的工作就是反复进行大量实验，给机器找到一个“舒服”的数值。把“舒服”变成一门科学，是我的追求。

记者： 为什么要追求这个？

郭士杰： 这可能与我照顾爷爷的经历有很大关系，那段经历让我在关注功能的同时，更注重使用者的感受。

但只有这种感情还远远不够，还要从实际需求出发，更深入地了解老人的生活状态。

我从不憋在办公室搞科研。在日本的时候，我几乎跑遍了大大小小的养老院、医院，了解到很多平时关注不到的问题。比如我们正常人走路都是脚后跟先着地，这样走起路来最稳当、最舒服。而老人因为体力的原因，大多都是平擦着地面走路，也有老人是脚尖先着地。这样特别危险，一旦路上有坑洼，很容易摔倒。所以我做防摔倒柔性助力装置时，一定要保证脚后跟先着地。

记者： 把这种细微的感受让机器人掌握，想必很不容易。

郭士杰： 拿柔性传感器来说，看似简单的一张传感器，研发过程却是举步维艰。

为了让机器人皮肤柔软，我提出柔性传感器概念，但团队成员都表示太难了。现在传感器一般都使用半导体，但半导体太硬，很难让人舒服。我专门找来材料专家加入课题组，研发出代替半导体的柔软材料进行传感，但传感精度又与半导体存在不小差距。

那时候晚上熬夜加班都是家常便饭，当时我掏腰包给团队成员买披萨，一订就是六七张。

不过当时的辛苦，都成了现在的资本。我们一张柔性传感器拿下了十多项专利，目前世界上也没几个人能做出来。科研就是在不断尝试中解决问题、优化产品。还是这张柔性传感器，现在有团队成员提出，说不定换成液体材料能够增强传感精度，我说行，只要有想法就一定要尝试。

把握智能养老的风口

记者： 我们都在关注“大智移云”，它们不仅在改变着人们的生活，也有望掀起新一轮产业变革。您把智能化与养老产业结合在一起，是否也看好其广阔前景？

郭士杰： 很多智能化养老产品，目前已经在日本等发达国家开始普及，市场的需求已经得到证实。但目前国内的智能化养老产品基本上还是空白。2015年回国后，我参加过不少国内的养老产品展览会，发现国内养老产品大多还是简单机械，科技产品少、规模小。

其实做应用科学的人，最大的成就是把研究变成产品，在社会上广泛应用。在智能养老方面，满足功能、安全和舒适度之后，我要思考的是怎么降低价格。

记者： 这方面有什么思路？

郭士杰： 我考虑的方法是功能模块化订制。

比如，我们现在最具有市场推广潜力的是护理床。这款床具有翻身、睡眠呼吸监测等功能，但如果消费者觉得不需要监测功能，购买产品时，可以选择去掉这项功能，价格自然就降下来了。

今年5月我们要参加在浙江余姚举办的第四届中国机器人峰会，这次我们要展出的是一个前抱式的护理机器人，这款机器人更确切地说是机器人RIBA的精简版。一台RIBA，成本在百万元以上，而我们要展出的新款，成本在10万元以内，更符合中国国情，同时也具有RIBA的主要功能和舒适度。

记者： 您回国已经快两年了，资本市场是不是已经对您的研究表现出了兴趣？

郭士杰： 我曾经到邯郸、沧州、唐山、宁波、南京、余姚等地调查过，当地的投资公司和工业区对我们的产品，尤其是护理床很感兴趣。几乎每个星期我都会接到厂家、风投、医院的电话、短信、邮件。

不过我还是比较谨慎，我在乎的不是挣多少钱，学校给我的工资足以生活了。我目前更在乎搭建科研平台，建设好科研团队，调动团队的积极性，这样更有利于搞好科研工作，开发实用性强、能够产业化的新技术、新产品。希望我的团队能在最短的时间内，把安全可靠的高质量产品投放市场，贡献社会。

记者： 如今，我省提出要借力京津冀协同发展积极推动养老服务业升级，您怎么看这一机遇？

郭士杰： 养老科技产品涉及机械、材料、电子、控制、医学等多个学科，京津冀地区高校、科研机构、高水平科技企业林立。河北不但具有技术能力，而且有京津冀的市场优势，完全可以把握智能养老的风口。而我的主要任务，还是搞好研发，争取尽快让成果走出实验室，让咱们中国企业、河北企业早日推出智能化养老产品，形成高科技养老新兴产业。

文/河北日报记者  周聪聪   摄影/霍占良   资料图片/郭士杰

新闻链接： http://hbrb.hebnews.cn/html/2017-03/23/content_161967.htm