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過去，很多人一癱瘓就要一輩子依靠輪椅。外骨骼的出現(xiàn)，改變了重癥肢體殘障人士幾乎無法行走的困境。當人體骨骼、肌肉的功能缺失時，外骨骼提供了如骨骼一樣的支撐、像肌肉一樣的驅(qū)動源。
近日，借助自研的人體外骨骼，身患脆骨癥的“扭扭車男孩”張亮第一次站起來了！他走了１６米，花了大約５分鐘?！耙暯亲兏邘淼母泄贈_擊力非常震撼?！睆埩翆萍既請笥浾弑硎?，目前他平均一周做兩三次行走訓練。談及自研外骨骼的初衷，張亮說：“我從仿生結(jié)構(gòu)出發(fā)，盡量讓它更加實用、簡單。”
讓坐在輪椅上的殘疾人起身行走，甚至“跑”完馬拉松全程，外骨骼是如何做到的？現(xiàn)如今醫(yī)用外骨骼的普及程度如何？未來有怎樣的發(fā)展趨勢？４月２４日，帶著這些問題，科技日報記者采訪了北京航空航天大學教授、北京大艾機器人科技有限公司（以下簡稱大艾機器人）董事長帥梅。
既能輔助行走也能進行康復訓練
過去，很多人一癱瘓就要一輩子依靠輪椅。帥梅表示，外骨骼的出現(xiàn)，改變了重癥肢體殘障人士幾乎無法行走的困境。作為在人體外面穿戴的另一副“骨骼”，目前外骨骼在醫(yī)療康復領域得到了應用。
記者來到北京陽光大艾肢體殘疾人士康復中心，幾位患者“嵌”在外骨骼康復訓練機器人當中，一步一步，在原地練習抬腿行走；在父母的鼓勵下，一名男孩“嵌”在小一號的外骨骼康復訓練機器人里，繞著場地踏步行走。
外骨骼是怎樣帶動人行走的？“當人體骨骼、肌肉的功能缺失時，外骨骼提供了如骨骼一樣的支撐、像肌肉一樣的驅(qū)動源，它通過腿桿上綁帶傳遞控制力，來驅(qū)動患者的下肢做出動作。”帥梅表示，而讓穿戴者下肢做出正常的行走步態(tài)，步態(tài)算法是其中最核心的技術(shù)。
北京２０２２年冬殘奧會火炬手楊淑亭穿戴大艾外骨骼直立行走傳遞火炬，邵海朋穿戴新一代大艾ＡＩ外骨骼輕松自然完成火種匯集。電視轉(zhuǎn)播中出現(xiàn)的國產(chǎn)下肢外骨骼，給大眾留下了深刻印象。
“他們都是不完全性的脊髓損傷患者。楊淑亭１１年無法站立行走，但借助外骨骼她重新站起來了。邵海朋通過外骨骼訓練，不僅使癱瘓的下肢恢復功能重新站立行走，還于２０１８年打破機器人行走馬拉松世界紀錄。”帥梅說。據(jù)介紹，完全性脊髓損傷患者，也能在外骨骼的帶領下再次行走，恢復身體各方面機能。
“外骨骼不僅能助行，更是一種全新的治療設備。”帥梅說，腦卒中或脊髓損傷致殘的根本原因，是中樞神經(jīng)受到損傷導致肢體無法得到控制。中樞神經(jīng)組織過去被認為是不可再生的，但是通過外骨骼帶動進行康復訓練，能夠重塑肢體與中樞神經(jīng)之間的聯(lián)系，實現(xiàn)肢體運動功能的恢復?！斑@一現(xiàn)象值得循證醫(yī)學進行更加深入的研究?！睅浢氛f。
國內(nèi)企業(yè)加速產(chǎn)品迭代、場景落地
國內(nèi)外骨骼的研究始于２０００年前后，最初主要參與力量來自浙江大學、哈爾濱工業(yè)大學等高校。這些高校從下肢外骨骼的人體信息采集、機械結(jié)構(gòu)、步態(tài)分析，以及控制策略等方面進行了較為深入的研究。
２０１５年以后，圍繞外骨骼的創(chuàng)業(yè)熱情涌現(xiàn)。
目前，國產(chǎn)外骨骼廠商正在產(chǎn)品迭代、場景落地方面持續(xù)發(fā)力、加速布局。以大艾機器人為例，２０１０年，帥梅開始研究外骨骼，經(jīng)過６年研發(fā)不斷取得突破，并于２０１６年創(chuàng)立大艾機器人將自己的成果產(chǎn)業(yè)化。２０１８年６月，大艾機器人成為國內(nèi)首家獲得醫(yī)療器械注冊證的外骨骼公司，其自主研發(fā)成功的外骨骼獲準上市；２０１９年申請成立了北京陽光大艾肢體殘疾人士康復中心，提供與肢體殘疾相關的康復訓練等專業(yè)服務。
如今，帥梅帶領團隊持續(xù)致力于將產(chǎn)品“普惠化”，不斷改進產(chǎn)品設計，降低價格成本，最新推出的“艾家”外骨骼康復機器人價位已由以往的近百萬元降至１０萬元以下，達到個人居家使用能接受的程度。目前，該公司外骨骼已在全國１００多家醫(yī)院投入使用，累計治療患者超萬例、訓練超百萬人次。
此外，２０１５年成立的上海傅利葉智能科技有限公司（以下簡稱傅利葉智能）主要生產(chǎn)康復機器人，其自主研發(fā)的ＡｒｍＭｏｔｕｓ ＥＭＵ三維上肢康復機器人、ＥｘｏＭｏｔｕｓ?。停聪轮祻蜋C器人等產(chǎn)品，針對身體不同部位，融合多種康復類型，可提供從急性期、穩(wěn)定期到恢復期的全周期同質(zhì)化康復治療，顯著提升康復效率。其中，ＡｒｍＭｏｔｕｓ ＥＭＵ的設計采用了手術(shù)機器人專用鋼絲，以及創(chuàng)新的線驅(qū)傳動方式，搭配混合串并聯(lián)桿結(jié)構(gòu)，應用輕量化的碳纖維材料，從而減小了機器人運動中的慣量和摩擦力。截至目前，傅利葉智能共有３０多款上市產(chǎn)品，出口全球４０多個國家和地區(qū)，入駐２０００多家醫(yī)院和機構(gòu)，執(zhí)行超過４億次康復訓練動作。
發(fā)展前景廣闊，但仍面臨一些阻礙
數(shù)據(jù)顯示，截至目前，我國肢殘人士接近２５００萬人，６５歲以上老人已達２億人?！袄夏耆?、殘疾人都可以使用外骨骼，因此其市場前景十分廣闊?！睅浢繁硎?，外骨骼行業(yè)目前處于發(fā)展期，以科研、創(chuàng)新、實驗作為支撐發(fā)展驅(qū)動力。
中國殘聯(lián)相關負責人介紹，“十三五”期間，我國通過實施精準康復服務行動等，累計為１２５２．５萬名殘疾人提供輔助器具服務，２０２０年殘疾人基本輔助器具適配率超過８０％。到２０２５年，有需求的殘疾人基本輔助器具適配率預計將達到８５％以上。截至目前，使用外骨骼進行康復訓練的患者已超百萬人次。
在帥梅看來，醫(yī)用外骨骼的發(fā)展，尚面臨一些阻礙。
由于外骨骼的造價成本較高，市場中每臺外骨骼的售價在７０萬元到１２０萬元不等，有些甚至高達２００萬元，高昂的價格成為外骨骼在小型醫(yī)療機構(gòu)和個人消費者中普及的主要限制因素。
其次，現(xiàn)在醫(yī)保對外骨骼康復治療的支持力度還不夠，目前僅北京、陜西利用機器人進行康復訓練產(chǎn)生的費用可醫(yī)保報銷，全國大部分地區(qū)只能自費。
２０２１年，工信部等部門發(fā)布《“十四五”機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，要求增加高端產(chǎn)品供給，面向醫(yī)療健康、養(yǎng)老助殘等領域需求，重點推進服務機器人的研制及應用，推動產(chǎn)品高端化智能化發(fā)展。２０２２年，國務院印發(fā)的《“十四五”國家老齡事業(yè)發(fā)展和養(yǎng)老服務體系規(guī)劃》提出，加快人工智能、腦科學、虛擬現(xiàn)實、可穿戴等新技術(shù)在健康促進類康復輔助器具中的集成應用。今年１月，工信部等十七部門印發(fā)《“機器人＋”應用行動實施方案》。其中也明確提到了對發(fā)展外骨骼機器人的支持。
２０２０年以來，廣東、河北、上海、浙江等多省市均出臺了外骨骼相關政策，支持外骨骼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及其在醫(yī)療康復、養(yǎng)老等領域的應用。
帥梅認為，未來智能康復工程一定會大量替代人工康復技術(shù)?！翱祻椭腔墼破脚_的建立是大勢所趨，其可以把訓練數(shù)據(jù)完全收集起來形成大數(shù)據(jù)，構(gòu)建有效的康復方法評價和評測體系，最終支持全國智慧化康復體系的建立。所以未來醫(yī)用外骨骼一定會越來越先進，越來越方便?！睅浢繁硎?。
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