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| 本文作者： 趙青暉 | 2017-03-18 12:18 |
「什么是“器官”？我們最初對“器官”的認識，是“心肝脾肺腎”這種身體上長著的一部分，而隨著人類制造能力的發(fā)展，一些輔助人們生活外在設(shè)備也成了一定意義上的“器官”，比如說眼鏡，視力不好的人通過眼鏡可以看清世界，那么眼鏡就可以算是一種“器官”」。
3月17日，傅利葉智能在上海國際貴都大酒店舉行了一場發(fā)布會，推出了公司下肢康復機器人Fourier X1。公司CEO顧捷在會上提出了上述關(guān)于器官的說法，并表示，近視眼患者戴上一副眼鏡就可以和正常人一樣看書，無法行走的殘疾人如果穿上一套外骨骼機器人，就可以像普通人那樣邁步行走，那么這種機器人也會成為一些殘障人士的「器官」。
說起外骨骼機器人，人們不免都會想到鋼鐵俠，這種套在人類身體外的機械裝置，能夠增強人們的運動能力。其實，除了科幻片里的類似裝置，現(xiàn)實中人們對外骨骼機器人的研究也由來已久了。外骨骼機器人最早應(yīng)用于軍事方面，十多年前，美國為了打造類似鋼鐵俠一樣的「未來戰(zhàn)士」，就開始了外骨骼機器人的研究，雷鋒網(wǎng)也曾經(jīng)報道過，一些企業(yè)已經(jīng)打造出了相應(yīng)的樣機，來供美國部隊使用（詳情戳：《真正的“鋼鐵俠戰(zhàn)衣”…》）。
幾乎所有的高科技產(chǎn)品發(fā)展路徑都差不多，即都是在軍用領(lǐng)域嘗試，技術(shù)成熟后被用于民用。目前世界知名民用外骨骼技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用企業(yè)主要有以色列的Rewalk、日本的Cyberdyne以及美國的 Ekso Bionics Holdings等等，國內(nèi)也有一些創(chuàng)業(yè)公司在做。
目前來說，民用外骨骼大致分為兩類，一類是穿上之后能成為「超級英雄」的「增強系」，也就是說，這類外骨骼是為了增強人類運動能力；而另一類是能讓人們「重新站起來」的「拯救系」，傅利葉智能做的就是后者。
據(jù)介紹，傅利葉智能這款外骨骼機器人主要面向癱瘓或偏癱患者，為其提供康復幫助和行走能力。目前Fourier X1推出了兩個版本，第一個版本主要應(yīng)用于醫(yī)院的康復治療場景，另一個版本將用于家庭場景，協(xié)助康復病人在家中更好的進行下肢行走和康復。
在發(fā)布會上，傅利葉方面介紹了這款外骨骼機器人在技術(shù)上的突破：
首先是力反饋技術(shù)。
據(jù)悉，外骨骼機器人的核心技術(shù)包括感知和交互技術(shù)。因為外骨骼機器人設(shè)備是穿戴在人身上的，所以不同于工業(yè)機器人，外骨骼機器人讓機器人與患者、環(huán)境三方之間都實現(xiàn)交互。傅利葉智能在發(fā)布會上放了一段視頻，即用海綿抬起機械拉桿，沒有力反饋技術(shù)的拉桿很難被抬起，而帶有拉桿的很容易就被抬起來了。
簡單來說，力反饋技術(shù)就是讓機器人能夠感知使用者的力道，并且在使用中能夠預測使用者的意圖，并幫助他們來執(zhí)行步行操作。Fourier X1內(nèi)置了19個不同的傳感器，11個分布式CPU模塊，并且還在機器上設(shè)計了直觀的指示燈，可以看到患者的力量變化，能夠幫助患者更好的走路。
第二是優(yōu)化和建立了外骨骼步態(tài)曲線的數(shù)據(jù)庫。
很長一段時間以來，國際上一直只有正常人的行走曲線，而對于這種需要外骨骼輔助的患者并沒有相適應(yīng)的數(shù)據(jù)。
為此，傅利葉智能建立了一個步態(tài)曲線的數(shù)據(jù)庫。
根據(jù)傅利葉智能的CTO徐振華介紹，當患者穿戴上Fourier X1外骨骼機器人行走時，大量的步態(tài)曲線就會被取樣并存入到設(shè)備中作為參考曲線，然后患者在適應(yīng)、學習使用機器過程中，配合高精度傳感器選取一條最適合自身的基準步態(tài)曲線，再根據(jù)使用者走路習慣、步幅大小、步頻快慢等，在步態(tài)曲線的各個點處進行調(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，就會被機器檢測到并采取設(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，那么機器會認為患者比較適應(yīng)，步幅可以邁得大點兒或快點兒，它是一個動態(tài)調(diào)整的過程。另外外骨骼機器人針對每個患者，數(shù)據(jù)庫都是需要定制的，也需要一個3-5周的學習過程，就像我們學習開車一樣，要有循序漸進的課程。
另外，傅利葉智能對這款機器人在材料、電池、電機等方面也做出了優(yōu)化。
傅利葉智能為這款外骨骼機器人設(shè)計了模塊化電池管理系統(tǒng)，可以根據(jù)情況選擇1塊-4塊電池，對應(yīng)連續(xù)步行時間可選擇2小時或8小時不等，如果只是站立可以超過20個小時。在電機系統(tǒng)方面，為患者提供助力幅度范圍也寬了不少。材料上使用了碳纖維、鋁合金以及各種新材料，讓設(shè)備更加堅固與輕巧。
除了技術(shù)之外，在價格方面也進行了限制。
無論是以色列的Rewalk還是日本的Cyberdyne，他們的產(chǎn)品價格都要7萬美元—20萬美元，這對于普通消費者來說還是非常昂貴的，傅利葉智能的CEO顧捷表示，F(xiàn)ourier X1產(chǎn)品投入市場后，價格將是國外同類產(chǎn)品的1/3至1/5。
目前來看，外骨骼機器人還是一個新興的領(lǐng)域，國內(nèi)外在技術(shù)方面差距并沒有太大，目前國內(nèi)已經(jīng)有很多科研單位和初創(chuàng)企業(yè)開始研發(fā)相關(guān)產(chǎn)品，但是雷鋒網(wǎng)觀察到，其中不少的外骨骼的研發(fā)都更偏向于「增強」而不是「拯救」。
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，在第二次全國抽樣調(diào)查中我國殘疾人總數(shù)達8502萬，其中肢體殘疾2472萬，占比29%位居首位。由于中風、車禍導致的截癱病人大幅上升，預計下肢殘疾的數(shù)量遠超過上肢。所以說，外骨骼機器人對于這些人來說意義重大，對于殘疾人來說，能夠幫助他們重新站起來行走，對于企業(yè)來說，市場潛力也是巨大的。
不過，醫(yī)用的外骨骼機器人屬于二類醫(yī)療器械，需要向食藥監(jiān)部門申請注冊，所以所還是需要一定門檻的，傅利葉智能方面表示，要完成這方面的注冊需要1年的時間。雷鋒網(wǎng)了解到，今年1月，另一家外骨骼機器人研發(fā)企業(yè)北京大艾機器人申請的“下肢外骨骼康復訓練機器人”正式被北京市食品藥品監(jiān)督管理局批準為“北京市創(chuàng)新醫(yī)療器械”，也開始了這方面的注冊。
傅利葉智能方面在發(fā)布會上表示，F(xiàn)ourier X1即將正式進入大規(guī)模臨床試驗階段，通過收集更多患者的試用數(shù)據(jù)，實現(xiàn)產(chǎn)品進一步迭代，而在外骨骼的另一個領(lǐng)域——「增強」方面，傅利葉智能也沒有放棄，公司表示將逐步開發(fā)針對正常人的場景應(yīng)用，當使用者穿戴上可以行走的外骨骼機器人之后，可以攜帶更重的東西，可以奔跑得更快，走得更遠等等。
隨著技術(shù)的成熟，外骨骼機器人會否像眼鏡一樣，成為身體的「另類器官」，現(xiàn)在還言之尚早，但目前來看，確實已經(jīng)成為了一個趨勢。
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