让每一次迭代都更接近真实需求！西浦学子斩获全国竞赛二等奖

许多创新并非诞生于灵光一现，而是在一次次推翻、修改与验证中不断成长。当一块块可以自由拼接的智能地毯、一套实时连接微信小程序的数据系统，以及基于视觉识别的步态分析共同组成完整的康复方案时，西交利物浦大学智能工程学院的学生团队也用持续迭代的工程实践，为脑性瘫痪儿童康复带来了一个更智能、更有趣的方案。

近日，第十一届全国大学生生物医学工程（BME）创新设计竞赛在海南三亚举行，西浦智能工程学院本科生团队凭借作品《星悦步——面向脑性瘫痪儿童的模块化下肢康复交互游戏系统》获得全国二等奖。

从左至右依次为卜庆雷博士、沈玉铭、陈妍霏、金正坤、孙捷教授

本届赛事由中国生物医学工程学会主办，吸引了全国290余所高校及科研机构、近2万名师生参赛，是国内生物医学工程领域规格最高、覆盖面最广、影响力最大的全国性大学生科技创新赛事之一。

西浦获奖团队由机械电子工程专业的陈妍霏（队长）、沈玉铭和电气工程及其自动化专业的金正坤组成，指导教师为智能机电系卜庆雷博士、孙捷教授。

聚焦痛点：打造寓教于乐的智能康复闭环

脑性瘫痪儿童下肢康复通常需要长期、重复的训练，过程单调易让患儿产生抵触情绪；同时，传统康复效果往往依赖家长或治疗师的经验判断，缺乏连续、量化的数据支持。

针对这一痛点，团队以模块化智能地毯为核心，将机械设计、嵌入式系统、物联网通信、计算机视觉和游戏化交互相结合，构建了一套集康复训练、数据采集与康复评估于一体的智能系统，帮助脑性瘫痪儿童完成更加科学、更具趣味性的下肢康复训练。

训练时，智能地毯通过灯光提示引导患儿完成左右脚踩踏动作，并结合语音反馈和“打地鼠”、多人协作等互动游戏，将重复训练转化为更好玩的体验。系统可实时采集踩踏位置、反应时间、动作正确率及左右脚使用偏好等多维训练数据，并通过Wi-Fi上传至OneNET物联网平台，同步至微信小程序，帮助家庭和康复治疗师远程掌握训练情况，根据恢复进展动态调整训练方案，逐步形成“康复训练——量化评估——个性化优化”的完整闭环。

康复地毯与小程序实时游戏界面

持续迭代：三大核心技术全面升级

对于团队而言，此次获奖是过去一年持续优化成果的集中展示。相较上一版系统，团队在硬件架构、数据采集和智能评估上实现了三大突破。队长陈妍霏介绍道：“过去所有智能地毯需连接同一主控板且固定拼接。今年，我们为每一块康复地毯设计了独立主控单元，使其具备独立‘大脑’。各模块可自主通信并根据需求自由组合、灵活扩展，大幅提升了部署效率与场景适应力。”

在数据采集方面，团队引入了NFC识别技术，通过在左右脚佩戴不同标签精准区分动作，并同步升级微信小程序，自动生成训练记录、历史曲线和康复报告，让康复进展更加直观可视。

同时，为了让评估更具科学性，团队开发了基于计算机视觉的步态分析模块，利用YOLO模型（You Only Look Once，计算机视觉领域的目标检测算法）识别人体关键点，对下肢关节活动度、步态周期、身体稳定性及左右侧运动对称性进行自动分析，为个性化康复方案提供坚实的客观数据支撑。

视觉分析系统实时提取下肢关键点分析步态

医工交叉：在实践中连接真实社会需求

从方案设计、印制电路板（PCB）硬件开发、嵌入式程序调试到算法训练、系统联调，技术升级的背后是团队对真实临床需求的持续关注。在多轮测试中，团队合力攻克了模块通信、识别精度与交互体验等工程难题，让系统无限贴近真实使用场景。

“从最初的想法到最终作品的呈现，我们经历了无数次修改与调试。”陈妍霏说，“这场比赛让我们真切体会到多学科交叉协作的力量，也更加坚信工程技术能够为患病儿童带来更友好的康复体验。”

比赛答辩现场

指导教师卜庆雷博士表示：“这项工作不是几种技术的简单叠加，而是始终围绕真实康复场景展开设计。学生不仅学习如何完成一个技术方案，更重要的是理解如何把技术真正转化为能够服务儿童、家庭和康复治疗师的解决方案。”

孙捷教授认为，项目最大的价值在于学生完整经历了技术创新从需求分析、方案设计到工程实现、用户验证的全过程。

“医工交叉不仅是不同学科知识的融合，更是工程思维与真实社会需求之间的连接。这也是智能工程学院始终强调的研究导向和实践导向的人才培养理念。”她总结道。

目前，团队正持续优化系统稳定性和用户体验，进一步完善姿态与步态评估指标体系，并计划开展更多真实场景下的临床测试，推动这一系统向实际康复辅助工具迈进。

（记者：金画恬 编辑：石露芸 图片提供：智能工程学院）