原標題:穿上“機械腿” 行走不是夢
在北京市豐臺區(qū)一家康復訓練中心,35歲東北小伙邵海朋正滿頭大汗地進行康復訓練。他的腰腹、腿和腳等部位穿著黑色“機甲”。這套裝備有著一個十分形象的名字——“外骨骼機器人”,它猶如人體外置骨骼,引領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,他穿戴外骨骼機器人分階段走完了全程馬拉松;2022年,他穿戴外骨骼機器人擔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。
外骨骼機器人何以如此神奇?
北京大艾機器人科技有限公司(以下簡稱“大艾機器人”)產(chǎn)品經(jīng)理蔡小輝告訴記者,外骨骼機器人依據(jù)的是神經(jīng)中樞重塑原理,通過可穿戴設備讓偏癱、截癱、腦癱等患者形成科學的站立、行走姿勢,促進筋膜拉伸、肌肉力量增長,并在持續(xù)訓練中刺激中樞神經(jīng)恢復。通過促進站立行走,外骨骼機器人進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。
外骨骼機器人的原理看似簡單,但應用起來卻是“內有乾坤”。作為醫(yī)工結合、人機結合的典型代表,外骨骼機器人需要攻克兩大技術難點,一是人機貼合度,二是算法精準度。
記者觀察到,在邵海朋的髖關節(jié)和膝關節(jié)等多處,外骨骼機器人都設有相應綁帶。在算法的精準控制下,這些綁帶能夠貼合人體曲線,調節(jié)運動方式?!氨热纾瑢τ谙リP節(jié)長期彎曲的老人,我們不能強行將他的腿伸直,而外骨骼機器人能夠自適應他的關節(jié)狀態(tài),貼合患者身體?!辈绦≥x補充說,算法還能根據(jù)患者不同的康復階段和訓練需求,自主調節(jié)機器人的步幅、步態(tài)、步速等,實現(xiàn)機器人輔助與人體行為的有機結合。
“相比于其他簡單的康復器械或人工康復手段,外骨骼機器人不僅能夠幫助我們進行精準、科學的康復訓練,提高恢復速度和效果,還可以買回家進行訓練,更加方便?!鄙酆E笳f。
記者了解到,我國外骨骼機器人發(fā)展雖然起步晚,但“跑得快”,尤其是在應用場景和治療效果上,都具有國際領先優(yōu)勢。如今,隨著技術的不斷發(fā)展,新一代外骨骼機器人融入了人工智能(AI)技術,可以通過感應器,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,外骨骼機器人具有廣闊的應用前景。《中國脊髓損傷者生活質量及疾病負擔調研報告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,外骨骼機器人已進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)把外骨骼機器人納入醫(yī)保。
“未來,我們要進一步促進外骨骼機器人產(chǎn)品向輕量化、低價化、AI化發(fā)展,實現(xiàn)家庭版外骨骼機器人像家電一樣普及?!贝蟀瑱C器人創(chuàng)始人、北京航空航天大學教授帥梅說。