在北京市豐臺(tái)區(qū)一家康復(fù)訓(xùn)練中心，35歲東北小伙邵海朋正滿頭大汗地進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。他的腰腹、腿和腳等部位穿著黑色“機(jī)甲”。這套裝備有著一個(gè)十分形象的名字——“外骨骼機(jī)器人”，它猶如人體外置骨骼，引領(lǐng)佩戴者一步一步邁向前方。
從下肢截癱依靠輪椅出行，到如今可以拄拐行走幾百米，邵海朋在外骨骼機(jī)器人的幫助下，一步步走出高空墜落的陰霾。
2018年，他穿戴外骨骼機(jī)器人分階段走完了全程馬拉松；2022年，他穿戴外骨骼機(jī)器人擔(dān)任北京冬殘奧會(huì)火炬手。今年，他的“野心”更大了。“我想把拐杖丟掉，真正實(shí)現(xiàn)獨(dú)立行走。”他信心滿滿地對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說。
外骨骼機(jī)器人何以如此神奇？
北京大艾機(jī)器人科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“大艾機(jī)器人”）產(chǎn)品經(jīng)理蔡小輝告訴記者，外骨骼機(jī)器人依據(jù)的是神經(jīng)中樞重塑原理，通過可穿戴設(shè)備讓偏癱、截癱、腦癱等患者形成科學(xué)的站立、行走姿勢(shì)，促進(jìn)筋膜拉伸、肌肉力量增長(zhǎng)，并在持續(xù)訓(xùn)練中刺激中樞神經(jīng)恢復(fù)。通過促進(jìn)站立行走，外骨骼機(jī)器人進(jìn)而幫助腦損傷和脊髓損傷患者改善心肺功能、提升胃腸消化能力、防止泌尿系統(tǒng)感染。
外骨骼機(jī)器人的原理看似簡(jiǎn)單，但應(yīng)用起來卻是“內(nèi)有乾坤”。作為醫(yī)工結(jié)合、人機(jī)結(jié)合的典型代表，外骨骼機(jī)器人需要攻克兩大技術(shù)難點(diǎn)，一是人機(jī)貼合度，二是算法精準(zhǔn)度。
記者觀察到，在邵海朋的髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)等多處，外骨骼機(jī)器人都設(shè)有相應(yīng)綁帶。在算法的精準(zhǔn)控制下，這些綁帶能夠貼合人體曲線，調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)方式。“比如，對(duì)于膝關(guān)節(jié)長(zhǎng)期彎曲的老人，我們不能強(qiáng)行將他的腿伸直，而外骨骼機(jī)器人能夠自適應(yīng)他的關(guān)節(jié)狀態(tài)，貼合患者身體。”蔡小輝補(bǔ)充說，算法還能根據(jù)患者不同的康復(fù)階段和訓(xùn)練需求，自主調(diào)節(jié)機(jī)器人的步幅、步態(tài)、步速等，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人輔助與人體行為的有機(jī)結(jié)合。
“相比于其他簡(jiǎn)單的康復(fù)器械或人工康復(fù)手段，外骨骼機(jī)器人不僅能夠幫助我們進(jìn)行精準(zhǔn)、科學(xué)的康復(fù)訓(xùn)練，提高恢復(fù)速度和效果，還可以買回家進(jìn)行訓(xùn)練，更加方便。”邵海朋說。
記者了解到，我國(guó)外骨骼機(jī)器人發(fā)展雖然起步晚，但“跑得快”，尤其是在應(yīng)用場(chǎng)景和治療效果上，都具有國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。如今，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新一代外骨骼機(jī)器人融入了人工智能（AI）技術(shù)，可以通過感應(yīng)器，自主識(shí)別患者運(yùn)動(dòng)意圖；同時(shí)，還能根據(jù)地面特征和周邊地形環(huán)境變化，提供匹配運(yùn)動(dòng)助力，幫助患者形成正確行走姿態(tài)。
在我國(guó)，外骨骼機(jī)器人具有廣闊的應(yīng)用前景。《中國(guó)脊髓損傷者生活質(zhì)量及疾病負(fù)擔(dān)調(diào)研報(bào)告2023版》顯示，我國(guó)現(xiàn)有脊髓損傷患者374萬人，每年新增脊髓損傷患者約9萬人。目前，外骨骼機(jī)器人已進(jìn)入全國(guó)各地上百家醫(yī)院，患者可以在醫(yī)院體驗(yàn)這一前沿科技成果。一些地區(qū)已經(jīng)把外骨骼機(jī)器人納入醫(yī)保。
“未來，我們要進(jìn)一步促進(jìn)外骨骼機(jī)器人產(chǎn)品向輕量化、低價(jià)化、AI化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)家庭版外骨骼機(jī)器人像家電一樣普及。”大艾機(jī)器人創(chuàng)始人、北京航空航天大學(xué)教授帥梅說。
在北京市豐臺(tái)區(qū)一家康復(fù)訓(xùn)練中心，35歲東北小伙邵海朋正滿頭大汗地進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。他的腰腹、腿和腳等部位穿著黑色“機(jī)甲”。這套裝備有著一個(gè)十分形象的名字——“外骨骼機(jī)器人”，它猶如人體外置骨骼，引領(lǐng)佩戴者一步一步邁向前方。
從下肢截癱依靠輪椅出行，到如今可以拄拐行走幾百米，邵海朋在外骨骼機(jī)器人的幫助下，一步步走出高空墜落的陰霾。
2018年，他穿戴外骨骼機(jī)器人分階段走完了全程馬拉松；2022年，他穿戴外骨骼機(jī)器人擔(dān)任北京冬殘奧會(huì)火炬手。今年，他的“野心”更大了。“我想把拐杖丟掉，真正實(shí)現(xiàn)獨(dú)立行走。”他信心滿滿地對(duì)科技日?qǐng)?bào)記者說。
外骨骼機(jī)器人何以如此神奇？
北京大艾機(jī)器人科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“大艾機(jī)器人”）產(chǎn)品經(jīng)理蔡小輝告訴記者，外骨骼機(jī)器人依據(jù)的是神經(jīng)中樞重塑原理，通過可穿戴設(shè)備讓偏癱、截癱、腦癱等患者形成科學(xué)的站立、行走姿勢(shì)，促進(jìn)筋膜拉伸、肌肉力量增長(zhǎng)，并在持續(xù)訓(xùn)練中刺激中樞神經(jīng)恢復(fù)。通過促進(jìn)站立行走，外骨骼機(jī)器人進(jìn)而幫助腦損傷和脊髓損傷患者改善心肺功能、提升胃腸消化能力、防止泌尿系統(tǒng)感染。
外骨骼機(jī)器人的原理看似簡(jiǎn)單，但應(yīng)用起來卻是“內(nèi)有乾坤”。作為醫(yī)工結(jié)合、人機(jī)結(jié)合的典型代表，外骨骼機(jī)器人需要攻克兩大技術(shù)難點(diǎn)，一是人機(jī)貼合度，二是算法精準(zhǔn)度。
記者觀察到，在邵海朋的髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)等多處，外骨骼機(jī)器人都設(shè)有相應(yīng)綁帶。在算法的精準(zhǔn)控制下，這些綁帶能夠貼合人體曲線，調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)方式。“比如，對(duì)于膝關(guān)節(jié)長(zhǎng)期彎曲的老人，我們不能強(qiáng)行將他的腿伸直，而外骨骼機(jī)器人能夠自適應(yīng)他的關(guān)節(jié)狀態(tài)，貼合患者身體。”蔡小輝補(bǔ)充說，算法還能根據(jù)患者不同的康復(fù)階段和訓(xùn)練需求，自主調(diào)節(jié)機(jī)器人的步幅、步態(tài)、步速等，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人輔助與人體行為的有機(jī)結(jié)合。
“相比于其他簡(jiǎn)單的康復(fù)器械或人工康復(fù)手段，外骨骼機(jī)器人不僅能夠幫助我們進(jìn)行精準(zhǔn)、科學(xué)的康復(fù)訓(xùn)練，提高恢復(fù)速度和效果，還可以買回家進(jìn)行訓(xùn)練，更加方便。”邵海朋說。
記者了解到，我國(guó)外骨骼機(jī)器人發(fā)展雖然起步晚，但“跑得快”，尤其是在應(yīng)用場(chǎng)景和治療效果上，都具有國(guó)際領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。如今，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新一代外骨骼機(jī)器人融入了人工智能（AI）技術(shù)，可以通過感應(yīng)器，自主識(shí)別患者運(yùn)動(dòng)意圖；同時(shí)，還能根據(jù)地面特征和周邊地形環(huán)境變化，提供匹配運(yùn)動(dòng)助力，幫助患者形成正確行走姿態(tài)。
在我國(guó)，外骨骼機(jī)器人具有廣闊的應(yīng)用前景。《中國(guó)脊髓損傷者生活質(zhì)量及疾病負(fù)擔(dān)調(diào)研報(bào)告2023版》顯示，我國(guó)現(xiàn)有脊髓損傷患者374萬人，每年新增脊髓損傷患者約9萬人。目前，外骨骼機(jī)器人已進(jìn)入全國(guó)各地上百家醫(yī)院，患者可以在醫(yī)院體驗(yàn)這一前沿科技成果。一些地區(qū)已經(jīng)把外骨骼機(jī)器人納入醫(yī)保。
“未來，我們要進(jìn)一步促進(jìn)外骨骼機(jī)器人產(chǎn)品向輕量化、低價(jià)化、AI化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)家庭版外骨骼機(jī)器人像家電一樣普及。”大艾機(jī)器人創(chuàng)始人、北京航空航天大學(xué)教授帥梅說。
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