科幻照进现实 外骨骼机器人为康复赋能

上个世纪末,外骨骼机器人就以盔甲形态,出现在众多科幻电影和小说里。人类一旦穿上,便可爆发出难以想象的神奇力量。如果说,赋予人类超能力的机器人战甲在当时只是个美好的愿望,如今,这个梦想已照进现实。

杭州68岁的骆女士因脑出血,经历两次开颅手术,在病床上躺了13个月,难以下床行走。脑出血患者康复较难,医生建议她试试通过外骨骼机器人进行康复训练。从一开始不相信,抗拒训练,到后来主动、按时训练,如今骆女士不仅可以自己下床,还能倚靠拐杖慢慢行走。

我国有近2000万无法行动患者,其中超过65%为老年人。他们常年卧床,饱受肌肉萎缩、褥疮、消化道紊乱之苦。而外骨骼机器人的出现,为他们的生活带来希望。穿戴上外骨骼机器人后,无法行走的老人可以自己站立,自己洗漱、如厕,过上更自由、有尊严的生活。

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外骨骼机器人

研发外骨骼机器人 让无法行动老人更体面

在杭州未来科技城,藏着国内首家且唯一一家获得适用范围涵盖截瘫、偏瘫患者的下肢外骨骼机器人研发企业——杭州程天科技发展有限公司。

走进公司大门,300余项外骨骼机器人相关专利证书摆满一整面墙,展示出公司不依靠进口的专业底气。程天科技自主研发外骨骼机器人身上的每一个元件,年产外骨骼机器人1000余台,远超美国、日本、以色列的头部外骨骼机器人公司。每天,都有200多家医院用程天机器人给病人做康复训练,截至目前已使用15万人次。

公司创始人王天是位80后双博士,他认为,得不到和已失去是最宝贵的,而他要研发的外骨骼机器人就是要抓住老年人最害怕失去的“行动能力”。

王天从小在医院大院里长大。父亲是位神经内科专家,他每天放学后便去父亲科室写作业,亲眼目睹许多老年中枢神经患者从还能行走,到无法行走的痛苦过程。看着他们愁眉不展的面孔、骨瘦如柴的双腿、身上长满的褥疮,埋藏于王天基因里的“医者仁心”蠢蠢欲动。

2017年,王天创办杭州程天科技发展有限公司时,第一个想法就是研发一款外骨骼机器人,帮助这些无法行动的患者重新“动”起来。王天的想法在公司里一石激起千层浪。有人提出,从市场效益角度出发,娱乐机器人产品是公司更好的选择,相对容易研发,获益更快。而外骨骼机器人属医疗范畴,需要很长的验证路径,拿更多的认证和资质,才可以走向市场。

但也有不少人认同王天的看法,外骨骼机器人更有社会价值和意义,也更有前景。最终,大家达成一致意见,公司正式进入康复养老赛道。

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康复大厅

一条完整供应链 解开产业发展“死结”

在康复大厅,记者见到前来做康复训练的董大伯。康复师将董大伯的ID卡在外骨骼机器人上一刷,机器人自动调整成董大伯的身体及训练数据。大伯坐着轮椅来到外骨骼机器人面前,康复师将他的两只脚搭在机器人的“脚掌”上,绑好安全护带。大伯抬起胳膊搭在机器人“手臂”上,按下按钮,机器人便将他缓缓撑起,带他“行走”。董大伯显然是“老熟人”了,他自如地行走,笑着告诉记者,机器人很“聪明”,其实自己也可以搞定,就是康复师不放心。

要让机器人真正起作用,“智慧”是第一位的。腿长多少?给多少力?迈步的距离和频率如何?每个机器人“心里”都有一套公式,可以根据每位老人的不同情况进行调节,让无法行动患者康复训练更安心、安全。

这也意味着,机器人行业更需要创业者的坚持与隐忍。5年时间里,程天科技花了4年攻技术。

王天记得,2017年的外骨骼机器人市场几乎是空白的。彼时,该学科在全世界整个科研界也才刚刚起步,缺少可借鉴的方法论、经验及人才。

没有供应链,产业难发展;产业不发展,就更缺供应链。王天决定,公司自主研发外骨骼机器人的所有元件,不依靠进口,形成一条完整供应链,打开这个“死结”。

以临床真实场景做验证,拿到临床数据和反馈后,再优化,再试用,快速迭代产品。但随之而来的是一个巨大的挑战:大家的时间都用于产品研发上,商业化这条路走得很慢。在“低”回报的情况下,公司还需“重”投入地做好供应链底层的技术和元件。这些注定了公司要面对一段长时间的隐忍。

“技术是最核心的,只有技术过硬了,市场才会对我们打开。”王天说,就如同武侠小说中的习武之人,要先把内功练好,再去学招式,才能成为“武林高手”。

在投入大、产出低的困境下,公司通过之前研发的其他机器人板块,自我造血,同时也得到了国家政策及各产业资本对机器人领域的认可和资助。2021年,公司拿到最新一代外骨骼机器人的注册证,并形成了量产的完整供应链。从那时起,公司开始做市场,因为技术和产品过硬,很快在市场上铺开,并获得很好的市场反馈。

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研发中心一角的机器人陈列

未来5至10年 穿戴机器人就如穿衣般方便

未来的外骨骼机器人会是什么样?可以想象一下,无法行动的老人早晨起床后,可将外骨骼机器人像外套一样穿在身上,然后站起来自由行走。洗漱、吃早饭,甚至出门买菜、散步,都可独立完成。轻薄化、舒适化是机器人行业的发展方向。

“以前我们在学校做仿生机器人课题,骨骼的材料就是肌肉,软性、会发力,机器人做得非常小,可见这个愿望是可以实现的。”王天说,争取5到10年,让外骨骼机器人的穿戴像衣服一样方便。

除了帮助行走,外骨骼机器人也具备“人”的属性,具有独立的AI智能,就像一个贴身的小随从,提供能力和智慧。比如高龄老人出门久了容易疲劳,反应变慢,过马路时会有风险,这时外骨骼机器人可以主动探测环境,帮他规避风险;有言语障碍的老人,可以通过脑机接口、神经接口技术,通过机器人表达自己想说的内容。这些都是未来人机共生的状态。

机器人能给生活带来方便、舒适,但要让老人都能用上机器人,还有很长的路要走,价格昂贵就是一个难点。根据物价局规定,目前用机器人做康复的费用为200元一次。康复训练需要每天进行,平均每月花费6000元,这对本就“负重前行”的大多数失能老人家庭来说,无疑是笔大开支。

公司品牌市场总监刘骏翼介绍,公司一方面利用自身的完整产业链提升产能,另一方面,继续通过技术攻关,降低产品成本,平均每年投入研发经费不低于2000万元。

除了技术层面,公司也通过将外骨骼机器人投放至各级康复医院,以租赁的方式降低老人使用成本。

“我们更想通过公立医院,推进机器人康复训练纳入医保范畴。”刘骏翼告诉记者,在北京,移动式机器人辅助下肢步行训练已被纳入甲类医保类别。而且在今年4月,国家卫健委等部门联合发布《关于加快推进康复医疗工作发展的意见》中也提到,要推进智能训练等利好消息。

未来可期,失能弱能老人的“行走梦”越来越近。

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