外骨骼的研究要追溯到20世紀(jì)60年代，最早應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，旨在強化士兵的負(fù)荷能力。隨后逐漸進入民用領(lǐng)域，主要以醫(yī)療領(lǐng)域和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域為主。
外骨骼作為輔助工具，在醫(yī)療領(lǐng)域有兩大作用：一、幫助患者進行康復(fù)訓(xùn)練；二、幫助殘障人士獲得行動能力。目前，市場上的醫(yī)用外骨骼以第一項功能為主，且外骨骼正在向高控制力和高靈活性的方向研發(fā)。
對于外骨骼的研究，大多數(shù)國家尚處于起步階段，商用商品仍然較少。其中，美國、日本、以色列、韓國等國家具備較強的研發(fā)實力，代表性的企業(yè)包括美國SuitX公司、以色列ReWalk Robotics公司、美國EKSO公司、日本Cyberdyne公司、美國Parker Hannifin公司和韓國現(xiàn)代集團等。
外骨骼機器人如何幫助患者康復(fù)訓(xùn)練？如何幫助患者獲得行動能力？外骨骼機器人的未來是什么樣的？帶著這些疑問，記者撥通了SuitX公司中國區(qū)負(fù)責(zé)人Jack的電話。
市場需要外骨骼機器人
我國的康復(fù)產(chǎn)業(yè)還處于發(fā)展階段，在康復(fù)意識方面，多數(shù)患者不認(rèn)為康復(fù)是一個很必要的過程。在康復(fù)流程上也不夠完善，大部分病人脫離急性期后，沒有相應(yīng)的康復(fù)階段，導(dǎo)致了高致殘率。而康復(fù)理療師數(shù)量稀少也是制約我國康復(fù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大難題。
根據(jù)我國中風(fēng)病人數(shù)量，康復(fù)理療師需要40多萬，但康復(fù)從業(yè)人員僅2萬左右，這無異于杯水車薪。
針對康復(fù)理療師缺少這一痛點，外骨骼機器人的出現(xiàn)為我國康復(fù)產(chǎn)業(yè)帶來了新的希望。機器人不知疲倦，非常適合重復(fù)性高、體力消耗大的活動。
而在康復(fù)過程中，病人需要多個康復(fù)理療師輔助，對人力消耗非常大。在老齡化更嚴(yán)重、人力成本更高的國外，同樣對機器人迫切需求。
機器人可以內(nèi)置很多傳感器，達到實時檢測人體狀態(tài)的效果。機器人也不需要依賴康復(fù)理療師的經(jīng)驗或知識背景就可以做出評估，并可以預(yù)先植入多樣化的算法，根據(jù)實時數(shù)據(jù)提供智能化訓(xùn)練，達到更好的康復(fù)效果。
自2012年以來，科技部就出臺智能制造科技發(fā)展專項規(guī)劃，其中明確表示，重點發(fā)展安全機器人、醫(yī)療康復(fù)機器人等類別的科技產(chǎn)品。
2015年，機器人產(chǎn)業(yè)十三五規(guī)劃也表明，要求實現(xiàn)在助老助殘領(lǐng)域、消費服務(wù)領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等重點領(lǐng)域的機器人示范應(yīng)用，并開展核心零部件攻關(guān)，前沿共性技術(shù)開發(fā)、醫(yī)療康復(fù)機器人應(yīng)用等重點工作。
Jack告訴記者：“SuitX的醫(yī)用外骨骼機器人PHOENIX可以幫助患者獲得行動能力，這是一個很大的市場。PHOENIX還可以幫助患者進行康復(fù)訓(xùn)練，而機器人康復(fù)這個市場超過百億。”
PHOENIX已經(jīng)獲得FDA批準(zhǔn)，適用人群包括地位截癱患者、腦卒中偏癱患者、多發(fā)性硬化癥患者、下肢關(guān)節(jié)損傷者，以及腰腿行動不便的老年人和需要康復(fù)訓(xùn)練的患者。Jack介紹：“PHOENIX設(shè)計之初的目的就是幫助癱瘓病人獲得一定的行動能力，幫助功能喪失或行動不便的人恢復(fù)正常行動能力，幫助因疾病需要恢復(fù)訓(xùn)練的人進行康復(fù)運動。”
PHOENIX如何幫助患者？
那么PHOENIX如何幫助患者實現(xiàn)以上目的呢？Jack介紹：“PHOENIX的整機重量僅12公斤，還有進一步降低重量的可能，未來的目標(biāo)是低于10公斤。PHOENIX的重量完全可以讓殘障人士自行穿戴外骨骼。”
“PHOENIX外骨骼機器人還采取了模塊化的設(shè)計理念，針對不同程度的患者提供模塊化的外骨骼組建。例如，針對髖部或腰椎部位損傷的病人，只需要穿戴腰臀部外骨骼組件；針對膝關(guān)節(jié)損傷的病人，只需要帶上膝關(guān)節(jié)外骨骼組件。”
PHOENIX模塊化設(shè)計，方便攜帶
據(jù)Jack介紹，PHOENIX包含1個髖關(guān)節(jié)模塊、2個膝關(guān)節(jié)模塊、2個腳模塊。用戶可以單獨使用或全套使用，用戶可以根據(jù)自身情況調(diào)節(jié)PHOENIX的高度和腿的尺寸。PHOENIX還為用戶準(zhǔn)備了兩根拐杖，用戶可以根據(jù)需求選擇行走、站立、坐下等模式。
用戶可根據(jù)自身情況調(diào)節(jié)PHOENIX
在全套使用的情況下，充電完成后用戶可以穿戴PHOENIX不間斷行走4小時，若是日常使用，PHOENIX續(xù)航為8小時左右。用戶的行走速度平均為每小時1.77公里，最大速度則取決于用戶的情況。
另外，PHOENIX在控制方面有了很大的優(yōu)化，特別在軟件設(shè)計方面更加契合用戶的行動方式，讓外骨骼機器人更加智能化。SuitX公司會將用戶穿戴的數(shù)據(jù)上傳云端，根據(jù)大數(shù)據(jù)改進設(shè)備，不斷優(yōu)化用戶體驗。
在價格方面，PHOENIX的價格是市場上其他同類產(chǎn)品的二分之一。Jack介紹：“PHOENIX的設(shè)計初衷就是研制出一款可以工業(yè)量、適合個人使用者的外骨骼機器人。因此我們積極尋求中國制造的機會，希望將產(chǎn)品單品的價格直接下降到個人使用者能夠接受的水平。”
目前，SuitX外骨骼已經(jīng)在美國、英國、加拿大等全球40多個國家銷售。PHOENIX讓許多人在醫(yī)療場所、工作場所或家庭場所，站起來并獲得行動（行走）能力，讓用戶可以與親人、同事、朋友平視交流。
作為外骨骼機器人的專業(yè)研發(fā)商，SuitX脫胎于加州大學(xué)伯克利分校機械工程實驗室。而加州大學(xué)伯克利分校是全球最早研究外骨骼機器人的機構(gòu)之一。
背靠加州大學(xué)伯克利分校，將在中國建立裝配中心
SuitX的創(chuàng)始人兼CEO Homayoon Kazerooni教授是伯克利分校機器人和人體工程學(xué)實驗室主任，同時也是外骨骼、機器人學(xué)、控制科學(xué)、人機系統(tǒng)及增強、生物工程、機電一體化設(shè)計、智能輔助裝置及動力與推力領(lǐng)域的權(quán)威專家。
SuitX項目團隊7人全部來自加州大學(xué)伯克利機器人與人類工程學(xué)實驗室，都擁有博士文憑，在機器人外骨骼領(lǐng)域擁有近10年的經(jīng)驗。Jack介紹：“項目團隊主導(dǎo)并參與了多項重大外骨骼機器人產(chǎn)品的研發(fā)與制造。”
根據(jù)動脈網(wǎng)深度文章《數(shù)十億康復(fù)市場待激活，數(shù)十萬人才缺口期待“鋼鐵俠”，外骨骼機器人何時能落地？》，外骨骼機器人的研發(fā)需要有高校背景，這樣在技術(shù)上更有競爭力；需要有資質(zhì)生產(chǎn)，這樣利于技術(shù)成果商業(yè)轉(zhuǎn)化；需要開拓降低售價，開拓家用市場，這樣才能在盈利的同時助力更多患者，也利于反哺科研。
SuitX公司背靠加州大學(xué)伯克利分校，已在40多個國家銷售外骨骼機器人。Jack表示：“SuitX將在中國建立裝配中心，并在中國市場銷售外骨骼機器人。預(yù)計2020年下半年，產(chǎn)品可以上市。產(chǎn)量方面，在初期我們預(yù)期年產(chǎn)3600套產(chǎn)品。”
對于未來的產(chǎn)品研發(fā)方向，Jack透露：“首先是智能化，未來醫(yī)用外骨骼技術(shù)上的發(fā)展方向必然是提升機械對人體運動意圖的識別能力、提高外骨骼運動控制、優(yōu)化外骨骼關(guān)節(jié)動力。其次是高性價比，我們希望研發(fā)出老百姓(603883)用的起的更輕更微型的外骨骼機器人。最后，我們的愿景是SuitX公司能成為世界上一流的外骨骼機器人研發(fā)公司，幫助更多的患者。”
Jack最后表示：“目前，SuitX正在準(zhǔn)備新一輪融資，用于中國區(qū)的生產(chǎn)裝配中心落地、CFDA申請以及市場推廣。”
文 | 張靖
