原標(biāo)題:穿上“機(jī)械腿” 行走不是夢
在北京市豐臺區(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)任北京冬殘奧會火炬手。今年,他的“野心”更大了?!拔蚁氚压照葋G掉,真正實現(xiàn)獨立行走?!彼判臐M滿地對科技日報記者說。
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,促進(jìn)筋膜拉伸、肌肉力量增長,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,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)運動方式?!氨热纾瑢τ谙リP(guān)節(jié)長期彎曲的老人,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?!辈绦≥x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?!鄙酆E笳f。
記者了解到,我國外骨骼機(jī)器人發(fā)展雖然起步晚,但“跑得快”,尤其是在應(yīng)用場景和治療效果上,都具有國際領(lǐng)先優(yōu)勢。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,自主識別患者運動意圖;同時,還能根據(jù)地面特征和周邊地形環(huán)境變化,提供匹配運動助力,幫助患者形成正確行走姿態(tài)。
在我國,外骨骼機(jī)器人具有廣闊的應(yīng)用前景?!吨袊顾钃p傷者生活質(zhì)量及疾病負(fù)擔(dān)調(diào)研報告2023版》顯示,我國現(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)入全國各地上百家醫(yī)院,患者可以在醫(yī)院體驗這一前沿科技成果。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、低價化、AI化發(fā)展,實現(xiàn)家庭版外骨骼機(jī)器人像家電一樣普及?!贝蟀瑱C(jī)器人創(chuàng)始人、北京航空航天大學(xué)教授帥梅說。