在北京市丰台区一家康复训练中心,35岁东北小伙邵海朋正满头大汗地进行康复训练。他的腰腹、腿和脚等部位穿着黑色“机甲”。这套装备有一个十分形象的名字——“外骨骼机器人”,它犹如人体外置骨骼,引领佩戴者一步一步迈向前方。
北京大艾机器人科技有限公司(以下简称“大艾机器人”)产品经理蔡小辉说,外骨骼机器人依据的是神经中枢重塑原理,通过可穿戴设备让偏瘫、截瘫等患者形成科学的站立、行走姿势,促进筋膜拉伸、肌肉力量增长,并在持续训练中刺激中枢神经恢复。通过促进站立行走,外骨骼机器人进而帮助脑损伤和脊髓损伤患者改善心肺功能、提升胃肠消化能力、防止泌尿系统感染。
作为医工结合、人机结合的典型代表,外骨骼机器人需攻克两大技术难点,一是人机贴合度,二是算法精准度。
在邵海朋的髋关节和膝关节等多处,外骨骼机器人都设有相应绑带。在算法的精准控制下,这些绑带能贴合人体曲线,调节运动方式。蔡小辉补充说,算法还能根据患者不同的康复阶段和训练需求,自主调节机器人的步幅、步态等,实现机器人辅助与人体行为的有机结合。
我国外骨骼机器人发展虽起步晚,但“跑得快”,尤其是在应用场景和治疗效果上,都具有国际领先优势。如今,随着技术的不断发展,新一代外骨骼机器人融入了人工智能(AI)技术,可通过感应器自主识别患者的运动意图;同时,能根据地面特征和周边地形环境变化,提供匹配运动助力,帮助患者形成正确的行走姿态。
在我国,外骨骼机器人具有广阔的应用前景。《中国脊髓损伤者生活质量及疾病负担调研报告2023版》显示,我国现有脊髓损伤患者374万人,每年新增脊髓损伤患者约九万人。目前,外骨骼机器人已进入全国各地上百家医院,患者可在医院体验这一前沿科技成果。一些地区已把外骨骼机器人纳入医保。
“未来,我们要进一步促进外骨骼机器人产品向轻量化、低价化、AI化发展,实现家庭版外骨骼机器人像家电一样普及。”大艾机器人创始人、北京航空航天大学教授帅梅说。