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(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。“我想把拐杖丟掉，真正實現(xiàn)獨立行走。”他信心滿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(nèi)有乾坤”。作為醫(yī)工結(jié)合、人機結(jié)合的典型代表，外骨骼機器人需要攻克兩大技術(shù)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(guān)節(jié)和膝關(guān)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(diào)節(jié)運動方式。“比如，對于膝關(guān)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(guān)節(jié)狀態(tài)，貼合患者身體。”蔡小輝補充說，算法還能根據(jù)患者不同的康復階段和訓練需求，自主調(diào)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(jié)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。”邵海朋說。
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(lǐng)先優(yōu)勢。如今，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新一代外骨骼機器人融入了人工智能（AI）技術(shù)，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?！吨袊顾钃p傷者生活質(zhì)量及疾病負擔調(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。”大艾機器人創(chuàng)始人、北京航空航天大學教授帥梅說。
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(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。“我想把拐杖丟掉，真正實現(xiàn)獨立行走。”他信心滿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(nèi)有乾坤”。作為醫(yī)工結(jié)合、人機結(jié)合的典型代表，外骨骼機器人需要攻克兩大技術(shù)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(guān)節(jié)和膝關(guān)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(diào)節(jié)運動方式。“比如，對于膝關(guān)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(guān)節(jié)狀態(tài)，貼合患者身體。”蔡小輝補充說，算法還能根據(jù)患者不同的康復階段和訓練需求，自主調(diào)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(jié)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。”邵海朋說。
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(lǐng)先優(yōu)勢。如今，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，新一代外骨骼機器人融入了人工智能（AI）技術(shù)，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?！吨袊顾钃p傷者生活質(zhì)量及疾病負擔調(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。”大艾機器人創(chuàng)始人、北京航空航天大學教授帥梅說。
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