患者的一小步，卻是外骨骼機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的一大步。繼以色列的ReWalk Robotics、日本的Cyberdyne之后，我國也正式迎來了真正屬于“中國智造”的外骨骼機(jī)器人的里程碑式突破。
3月17日，上海傅利葉智能科技有限公司（以下簡稱“傅利葉智能”）自主研發(fā)的外骨骼機(jī)器人Fourier X1正式對外發(fā)布，作為國內(nèi)外骨骼機(jī)器人技術(shù)的領(lǐng)軍企業(yè)，傅利葉智能一直在改變?nèi)祟悵撃苓@一全新維度上不斷創(chuàng)新進(jìn)取。據(jù)悉，此次發(fā)布的Fourier X1第一代產(chǎn)品主要針對截癱或偏癱患者，幫助其逐步擺脫輪椅，重新獲得站立行走的能力，目前產(chǎn)品已正式進(jìn)入試用階段。
傅利葉智能CEO顧捷說：“傅利葉智能的外骨骼機(jī)器人不是以前冰冷被動的設(shè)備，而是帶有觸覺和智能感知技術(shù)的，能夠通過力傳感器、足底的壓力以及一些傳感信號識別使用者的走路意圖。”處于測試階段的Fourier X1現(xiàn)已開始接待試用者，其中有一個完全截癱，大腿、膝蓋、腳踝都沒有力量的患者經(jīng)過Fourier X1一段時間的適應(yīng)和訓(xùn)練，已能進(jìn)行初步行走。“這樣，我們從工業(yè)設(shè)計到商品化過程中又向前邁進(jìn)了一步，不再只是以前停留在實(shí)驗(yàn)室狀態(tài)的機(jī)器，”顧捷表示。
招募不同患者進(jìn)行試驗(yàn)信息采集
傅利葉智能正構(gòu)建外骨骼機(jī)器人大數(shù)據(jù)“寶庫”
在傅利葉智能M2上肢康復(fù)機(jī)器人技術(shù)逐步成熟，已大規(guī)模投入量產(chǎn)使用之際，傅利葉智能下肢外骨骼機(jī)器人在經(jīng)過極其復(fù)雜的研發(fā)和測試后，也以完整的“容貌”正式亮相。相對于國外外骨骼機(jī)器人動輒百萬的高昂價格來說，傅利葉智能本次發(fā)布的Fourier X1雖然尚未定價，但傅利葉智能CTO徐振華表示，“價格肯定會比國外便宜三分之一以上，因?yàn)槲覀兿Ｍ懈嗳巳ナ褂茫瑤椭麄償[脫輪椅，正常行走。”
由于每位截癱患者的肌力和恢復(fù)情況都不一樣，有些人髖關(guān)節(jié)有力量，有些人膝關(guān)節(jié)有力量，甚至有些人半身偏癱，所以，傅利葉智能Fourier X1外骨骼機(jī)器人接下來會通過大規(guī)模招募不同病情的患者，采集不同的數(shù)據(jù)信息存入到外骨骼機(jī)器人大數(shù)據(jù)庫，對產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的迭代與調(diào)試改進(jìn)。
傅利葉智能CTO徐振華介紹，建立外骨骼步態(tài)曲線的大數(shù)據(jù)庫是一個核心研發(fā)內(nèi)容，國際上一直只有正常人的行走曲線，但是當(dāng)患者穿戴上Fourier X1外骨骼機(jī)器人行走時，我們?nèi)恿舜罅康牟綉B(tài)曲線并存入到設(shè)備中作為參考曲線，然后患者在適應(yīng)、學(xué)習(xí)使用機(jī)器過程中，配合高精度傳感器選取一條最適合自身的基準(zhǔn)步態(tài)曲線，再根據(jù)使用者走路習(xí)慣、步幅大小、步頻快慢等，在步態(tài)曲線的各個點(diǎn)處進(jìn)行調(diào)整。有時候患者走動的重心、步態(tài)偏差比較大，超出設(shè)定范圍，機(jī)器檢測到并會采取設(shè)備自動關(guān)停、報警等安全方面處理，設(shè)備停止之后人不會直接摔倒，而是處于固定暫停狀態(tài)。有些患者剛開始試穿時，可以采用最小、最安全的步態(tài)曲線去走，一個直觀的表現(xiàn)就是步幅走得比較小，等步態(tài)匹配模式正確以后，那么機(jī)器會認(rèn)為患者比較適應(yīng)，步幅可以邁得大點(diǎn)兒或快點(diǎn)兒，它是一個動態(tài)調(diào)整的過程。另外外骨骼機(jī)器人針對每個患者，數(shù)據(jù)庫都是需要定制的，也需要一個3－5周的學(xué)習(xí)過程，就像我們學(xué)習(xí)開車一樣，要有循序漸進(jìn)的課程。”據(jù)了解，F(xiàn)ourier X1將在市場推進(jìn)過程中不斷進(jìn)行產(chǎn)品細(xì)化和迭代更新。
20公斤的機(jī)器重量被巧妙轉(zhuǎn)移
截癱患者可自行穿戴使用設(shè)備
在第二次全國抽樣調(diào)查中我國殘疾人總數(shù)達(dá)8502萬，其中肢體殘疾2472萬，占比29％位居首位。由于中風(fēng)、車禍導(dǎo)致的截癱病人大幅上升，預(yù)計下肢殘疾的數(shù)量遠(yuǎn)超過上肢。
一位已接受測試的截癱患者在采訪中提到：“能夠站起來走幾步路，不僅能夠提高和改變對于環(huán)境的適應(yīng)生存能力，對于身體的整個血液循環(huán)和健康也都是有好處的，不然一直坐在輪椅上真是件非常糟糕的事情。”
“不能行走是一個尊嚴(yán)問題，例如上廁所不方便，去哪兒都需要有人陪，而且很多地方輪椅是不能通行的，所以能夠讓截癱患者站起來這件事是比較重要的。”徐振華說道。
據(jù)悉，傅利葉Fourier X1外骨骼機(jī)器人重量在20公斤左右，但在設(shè)備實(shí)際使用過程中，機(jī)器人的重量不會承載到患者身上，而是全部轉(zhuǎn)移到腳底的金屬板上。徐振華強(qiáng)調(diào)：“我們在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時格外注意到這一點(diǎn)，為的是患者在使用產(chǎn)品時感覺不到機(jī)器重量”。
面對看似“龐然大物”的設(shè)備，其實(shí)只需掌握使用技巧，一個人即可輕松搞定。“機(jī)器人身上有個自動按鈕控制，點(diǎn)擊時設(shè)備會調(diào)整到坐下的姿態(tài)，患者只需從輪椅轉(zhuǎn)移到設(shè)備上，一個人就可以輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)備穿戴，但前期從安全角度考慮，我們還是建議醫(yī)護(hù)人員在旁協(xié)助。”徐振華說道。而根據(jù)患者與機(jī)器設(shè)備的用力配合和使用情況，傅利葉外骨骼機(jī)器人Fourier X1一般每充滿一次電可以連續(xù)行走7小時左右，如果只是站立可以超過20個小時。
助力老年人、正常人的多樣化運(yùn)用
外骨骼機(jī)器人市場將駛?cè)敫咚侔l(fā)展軌道
除了幫助癱瘓患者重新獲得行走能力之外，傅利葉智能團(tuán)隊(duì)還致力于另一種可供正常人助力使用的外骨骼機(jī)器人研究，即通過穿戴設(shè)備，可以用比較小的力量輕松拿起更重的物體，減少人的力量輸出和腰肢損傷。
這個助力使用的外骨骼設(shè)計方式與癱瘓患者使用的模式有所區(qū)別，它不需要有預(yù)設(shè)、規(guī)定的軌跡和步態(tài)曲線，只需通過力反饋和力跟隨技術(shù)跟隨使用者的運(yùn)動，將力量放大，例如運(yùn)用到汽車工廠、建筑工地等場景中，幫助工人拿起沉重的工具或者在外表面作業(yè)。
此外，隨著銀發(fā)潮的來臨以及獨(dú)生子女一代的父母逐漸步入老齡化，老年人護(hù)理問題將變得嚴(yán)重。根據(jù)全國老齡委辦公室提供的數(shù)據(jù)，2014 年，我國60 歲以上老年人口將突破2 億，2033 年前后將翻番到4 億，平均每年增加1000 萬人，最高年份將增加1400 多萬人。伴隨科技的迅猛發(fā)展，幫助老年人重新獲得自理能力的外骨骼機(jī)器人將逐漸成為時代趨勢。
