为聋哑人和正常人沟通架起智能桥梁 90后机器人达人的精彩创新路

小宋正在展示自己的智能双向仿生手语翻译系统。

■记者张潇

智能双向仿生手语翻译系统、可变桨距水下机器人……90后的西安交通大学研究生宋纪元，真可谓“机器人达人”，曾获“第十届中国大学生年度人物”“2015全国大学生自强之星”称号；在科技创新比赛中屡屡获奖，其中包括中国机器人大赛暨RoboCup公开赛冠军、2017丝绸之路机器人创意大赛一等奖，在GLOBALINNOVATIONEXCHANGE比赛中获得国际SecondPrize，在第二届“交通未来”大学生创意作品大赛中获国家级一等奖。

设计“智能双向仿生手语翻译系统”

小时候，他和爷爷奶奶一起生活，身为木工的爷爷心灵手巧，经常改造一些工具，他耳濡目染，便对机械产生了浓厚的兴趣。初中阶段，开始做一些小实验，做一些小东西，并将自己的成果带到课堂上给同学分享。高中时期，第一次高考并没有取得理想的成绩；复读的一年间，他压力很大，一方面是父亲的病情不断恶化，一方面自己的成绩又没有进步，不能给家里帮忙。顶着巨大的压力，凭借后期的不断努力，他以优异的成绩考取了郑州大学。

大一期间，他加入郑州大学智能机器人实验室学习；大二时因为机器人综合能力较为突出，当上了实验室的队长，带领大家研发ROV水下作业机器人，参加中国机器人大赛暨RoboCup公开赛，夺下了2015年全国赛冠军。ROV水下作业机器人是一款深水型的水下作业机器人，操作者可以在岸上通过机器人实时传输回来的图像和姿态数据，主动控制机器人在水下的运动和作业。

由于上大学时接受过社会资助，宋纪元对此铭记在心，一直在用自己的方式回报社会。他将自己的专业和社会需求结合起来，研究了一套智能双向仿生手语翻译系统，帮助聋哑人和正常人无障碍交流。这个产品的使用领域是银行、酒店、机场前台之类的公共服务场所。在研发过程中，请到了一些聋哑人朋友进行尝试，但因为数据手套的硬件限制，只能在50条词组时翻译较为准确，因此没有完成向创业之路的产品推广。团队成员目前正在研究用视觉的方法解决此问题，以提高手语识别容错率。

大二有段时间，他迷上了机器人的仿生手设计，做出了几代灵巧手样机。当时在医院陪父亲时，听到一位爷爷愿意出高价寻求能够帮助他的聋哑孙子和正常人交流的设备，他就想到自己是否可以派上用场。回到实验室后，设计了“智能双向仿生手语翻译系统”，包含一套可以捕捉手势手语的数据采集手套，聋哑人佩戴后可将手语信息翻译为语音播放出来；系统还包含了一个具有32自由度的仿生灵巧机械手臂的机器人，能够将正常人的语音翻译为手势手语信息，通过机械手表示出来。因此，该项目实现了聋哑人的手势和正常人的语音之间的双向转换，为聋哑人和正常人之间的沟通架起了一座桥梁。此项目获得了2017丝绸之路机器人创意大赛一等奖。

科研中解决一个个关键问题

大四期间，宋纪元因为表现优异保送至西安交大读研。他在华盛顿大学和清华大学举办的GLOBALINNOVATIONEXCHANGE比赛中获得国际SecondPrize，在第二届“交通未来”大学生创意作品大赛中获国家级一等奖。在西安交通大学做的本科毕业设计，创新设计了用于水下机器人的可变桨距水下螺旋桨，并成功研制出可变桨距水下机器人。该机器人体积紧凑、动态平衡性强且运动灵活，具有较高的创新性。前前后后，他总共完成了两代水下机器人设计，最终凭借创新的想法和扎实的成果，还得到了几个比赛的奖项，同时赢得了Intel公司启迪之星的青睐，得到了将之推向市场的机会。

目前，小宋研究的领域是下肢柔顺性助力外骨骼机器人。这个项目有两大功能：一是帮助下肢瘫痪患者的运动康复；二是帮助正常人（士兵、工人）进行快速负重移动。目前已为该项目申请4项发明专利，并获得陕西省“互联网+”创业大赛银奖。

小宋很忙碌，从水下机器人的设计到控制，再到做出实物，这些工作全部由他一人完成。谈到以后的打算，宋纪元打算继续读博，把学术这条路走下去，为未来打下更扎实的基础。采访结束之后，他依然回实验室工作，没有过多的放松时间。

对宋纪元来说，在科研中解决一个关键问题，比起其他的娱乐方式更能让他有成就感，这也是促使他不断创新的动力。

（图片由受访者提供）

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