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傅里叶是一名著名的法国数学与科学家,他提出的傅里叶变换深刻影响了计算机科学与技术的发展,因为傅里叶变换在处理电信号以及信息传导方面具有极大的优势,它可以使没有规律的高速斜坡转化为一个又一个正弦波的叠加,所以在计算机处理信息方面是非常有用的。
傅里叶的最大贡献有:
1、让·巴普蒂斯·约瑟夫·傅里叶主要贡献是在研究热的传播时创立了一套数学理论。
2、最早使用定积分符号,改进了代数方程符号法则的证法和实根个数的判别法等。
3、傅里叶变换的基本思想首先由傅里叶提出,所以以其名字来命名以示纪念。从现代数学的眼光来看,傅里叶变换是一种特殊的积分变换。它能将满足一定条件的某个函数表示成正弦基函数的线性组合或者积分。在不同的研究领域,傅里叶变换具有多种不同的变体形式,如连续傅里叶变换和离散傅里叶变换。
4、傅里叶变换属于调和分析的内容。分析二字,可以解释为深入的研究。从字面上来看,“分析”二字,实际就是条分缕析而已。它通过对函数的 条分缕析来达到对复杂函数的深入理解和研究。从哲学上看,"分析主义"和"还原主义",就是要通过对事物内部适当的分析达到增进对其本质理解的目的。比如近代原子论试图把世界上所有物质的本源分析为原子,而原子不过数百种而已,相对物质世界的无限丰富,这种分析和分类无疑为认识事物的各种性质提供了很好的手段。
5、在数学领域,也是这样,尽管最初傅里叶分析是作为热过程的解析分析的工具,但是其思想方法仍然具有典型的还原论和分析主义的特征。"任意"的函数通过一定的分解,都能够表示为正弦函数的线性组合的形式,而正弦函数在物理上是被充分研究而相对简单的函数类,这一想法跟化学上的原子论想法何其相似。
奇妙的是,现代数学发现傅里叶变换具有非常好的性质,使得它如此的好用和有用,让人不得不感叹造物的神奇。
傅立叶是法国数学家、物理学家,纵 观傅里叶一生的学术成就,他的 最突出的贡献就是他对热传导问 题的研究和新的普遍性数学方法 的创造,在研究《热的传播》和《热的分析理论》时创立了一套数学理论,极大地推动了应用数学的发展,从而也有力的推动了物理学的发展。
虽然国内在外骨骼领域起步落后于以色列、日本等国家,不过这两年却呈爆发趋势,先后有大艾、尖叫科技、傅利叶智能已正式对外发布产品。而现在,这个名单上将加一个名字,迈步机器人。他们研发的外骨骼产品目前已经完成第三代样机,11月11号将正式对外发布。
迈步机器人由新加坡国立大学生物医学工程系博士及博士后陈功、日本早稻田大学生命理工学(机器人)专业博士叶晶,以及资深机器人创业者胡峰于去年9月所创立。留学期间,陈功研究的方向包括康复外骨骼机器人控制,大脑控制的下肢外骨骼机器人系统,叶晶主要研究开发针对脑中风、肢体运动障碍患者的新型康复机器人,师从日本机器人之父“加藤一郎”的弟子,康复机器人领域著名教授藤江正克。目前,迈步机器人不仅成功拿到联想创投集团领投的天使投资,其外骨骼产品目前也已经迭代至第三代。
柔性驱动器输出,人工智能交互
粗略的划分,外骨骼应用有三大方向,一个是成为身体的附加式“人工器官”,这类外骨骼基于仿生学设计,使得普通人能够拥有真正的“超级力量”,在运输行业和军方应用较成熟,如美国科研机构SRI.International开发的柔软型机械外骨骼Superflex,国内初创企业铁甲钢拳的外骨骼近期也有了很好的进展;一个是个人出行,即偏消费行业,比如出去远行穿上外骨骼会帮助减少体力的消耗,哈佛大学实验室正在这个方向进行尝试;最后是康复行业,帮助病人做步态康复训练。目前来看,最后一个应用方向是最为成熟的,上述提到的国内初创企业均选择了这个方向。
迈步机器人同样选择了将外骨骼应用在康复领域。该名为BEAR H1的外骨骼根据病人身高,可在1.5至1.9米高之间调节,体重不超过85公斤的病人都可以使用,它本身的重量在20公斤以下。
跟目前现有的外骨骼不同,BEAR H1有六个关节,包括双侧的髋、膝、踝关节,这增加了外骨骼的运动控制难度。陈功在向雷锋网介绍外骨骼的优势时表示,传统工业机械臂采用的都是刚性驱动的方式,但是因为其本身钢度高,惯性大,做力控制时就会有一定的难度,需要用复杂的算法去保证稳定性,而且这个系统的带宽也比较小,导致训练的速度会比较慢,BEAR H1采用了柔性驱动器作为输出,这样在力控制的时候,稳定性和精度会变得非常高,特别适合在人机交互的场景里面使用。
世界卫生组织的统计显示,全球每6个人就有1人会在一生中罹患脑卒中,很多人经过治疗后,将进入漫长的术后康复阶段。我国目前的术后康复训练器械功能单一,以固定式为主,无法建立训练参数和康复指标的对应关系。为了解决这个问题,迈步机器人在BEAR H1上装了非常多的传感器,可以实时检测人体的运动状态。而且通过一些人工智能的算法,可以预测人体的意图,比如想走得快一点还是慢一点,包括他想迈左腿还是右腿以及想走想停这些,这些信息会用于控制外骨骼。
外骨骼市场遇冷?
由于外骨骼价格偏高,目前主要市场还是局限于作为医疗器械被医院引用,这就需要产品取得相关认证,国外主要有以色列的Rewalk、日本的HAL、美国的Ekso以及Indego获得美国FDA(食品药监局)认证,国内目前并未有企业正式获得FDA认证。
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