助力千万患者新生康复机器人进入规模化应用阶段

重新脚踏实地的站立起来,我想这对于那些因意外,本来只能永远躺在床上的人来说,会是一种无法拒绝的救赎,这在过去只能是一种幻想,但如今,科技却将这一奇迹带到了人间。

不久前的北京冬残奥会上,在火炬传递的最后一天,火炬手杨淑亭身穿下肢外骨骼机器人健步登场,惊艳了无数人,这是她因车祸胸部以下高位截瘫11年后首次站立行走,外骨骼实现了她再次站立起来的梦想。

往前推,在2020年举办的查尔斯顿马拉松比赛中,一位下半身瘫痪的中年男子,借助可穿戴式动力外骨骼机器人,跑完全程26.2英里的马拉松,这无疑又是一次由科技带来的奇迹。

种种例子无不说明着,外骨骼机器人这一科幻般的事物已经来到了我们身边,开始步入商业化应用的阶段,外骨骼机器人产业正在加速发展中。

什么是外骨骼机器人?

所谓外骨骼,原意是指为生物提供保护和支持的坚硬外部结构,例如虾、蟹等动物的甲壳,正是以此为灵感,人们才开发出了应用于人类的外骨骼机器人。

跟甲壳的作用一样,外骨骼机器人本质上是一种可穿戴的“人工智能”装置,能够为穿戴者提供保护功能,增强穿戴者的能力,比如延展、补充、替代或增强人的身体功能、肢体运动能力和负重能力。

外骨骼机器人能全方位增强穿戴者的能力,可应用领域十分广泛,如原本的军事领域,还有搬运、特种作业等等,不过要说目前外骨骼机器人应用最成熟的领域,无疑是康复医疗,也就是我们常说的康复外骨骼机器人。

助力千万患者新生康复机器人进入规模化应用阶段

康复外骨骼机器人,按照针对躯体的部位,可分为上肢机器人、下肢机器人;按照功能则可划分为康复训练机器人和助力助行机器人,简单说康复训练机器人是帮你恢复行走能力,而助力助行机器人是帮助你行走。

康复外骨骼机器人基于人体工学、人体交互、生物传感、分子设计和模拟等交叉技术,通过智能化的医疗管理系统,为使用者提供身体支撑、步态引导等康复训练,可以帮助术后患者、残障人士和患有中风、瘫痪、帕金森症及阿尔兹海默症等疾病的老年人,帮助他们纠正行走姿态、恢复行动能力以及复健治疗。

国内康复外骨骼机器人行业领先企业程天科技曾分享过对外骨骼的看法,外骨骼不仅仅是个机器人,而是人与机器人融合在一起的状态,这种情况下,人机交互就变得尤为重要,怎么做到人和机器人之间的完美配合,成为了目前技术领域的难点。

程天科技将自身外骨骼机器人产品做了五个代别的规划,即基础功能、意图检测、自平衡技术(脑机融合)、柔性穿戴(附属器官)、人机共生,从最基础的机器人多传感融合,到通过肌电、脑机接口技术融合实现交互控制,再到柔性复合材料的升级实践,外骨骼技术发展就如同科幻电影中的描述一般,富有想象力,也具有挑战性。

程天科技研发副总兼联合创始人赵晴宇表示,程天科技现阶段发力医疗康养赛道,不断发展完善自身康复外骨骼矩阵,从下肢外骨骼到上肢外骨骼,从神经康复到全科康复,从康复到助行,外骨骼将全面满足人们的康养需求。而随着搭载更多的技术融合应用,外骨骼作为人体体能和肢体的延伸,不仅仅会成为像手机一样的生活必需品,更有潜力成为人类的「新器官」。

国内康复需求持续增长

数据显示,“十四五”时期,我国将进入中度老龄化阶段,65岁以上人口将超过14%;国家卫健委老龄健康司数据显示,2021年我国约有1.9亿老年人患有慢性病,其中失能失智人数约为4500万。

步入老年阶段后,人体的各项身体机能衰弱,出现肌肉退化萎缩、日常行动迟缓等问题,同时,老年人群易受各类疾病的困扰,比如骨质疏松、瘫痪、中风等,在人口老龄化加剧的背景下,关于老年患者的治疗康复问题变得日益突出。

然而面对巨大的养老和康复需求,我国在医疗康复机构和人才方面都存在较大的缺口。中国康复科学所所长李建军表示,当前康复人才稀缺是系统性的,各康复专业人才都存在缺口,尤其以康复治疗人才最为缺乏。“世界各国康复治疗师平均为每10万人口70人,而我国仅有0.4人,目前还缺30余万人。”

此外,由于没有成熟的人才培养体系,我国从事于康复医疗行业的人员结构也不理想,表现为业务技术人员占比少、康复专业技术人员占比少、专业技术人员学历层次低的状况,一些康复机构甚至出现非专业技术人员与专业技术人员倒挂的现象,严重影响了康复人才供给质量以及康复事业的发展。

在此情况下,康复外骨骼机器人被寄予厚望,不仅可以将专业康复治疗师从繁重的工作任务中解放,也可用科学的方案提升老人康复治疗的效率,帮助有行动障碍的人重获行走能力,实现生活自理,减轻社会负担,具有巨大的潜在社会价值和经济价值。

今年2月,国务院印发《“十四五”国家老龄事业发展和养老服务体系规划》,在此强调加快人工智能、脑科学、虚拟现实、可穿戴等新技术在健康促进类康复辅助器具中的集成应用,发展外骨骼康复训练等康复辅助器具。

可以预见,未来几年将是康复外骨骼机器人的爆发机遇期,据中商产业研究院资料显示,2020年至2030年,外骨骼机器人产业预估年均增长率将达33%,其中,2025年至2028年为高速增长阶段,预估到2028年,全球市场规模将达到58亿美元。

康复外骨骼机器人带来的解决方案

面对与日俱增的康复需求,康复外骨骼机器人的应用似乎提供了一条通路。然而康复外骨骼机器人还处于发展早期阶段,成本非常高昂,以国外的相关产品举例,ReWalk6.0系统的售价约是7.7万美金,Ekso外骨骼售价每套14万美金,而Cyberdyne 的产品售价更是高达20多万美金,这显然不是普通人能负担得起的。

于是,为开拓市场以及降低使用成本,“康复即服务(RaaS)”的创新模式应运而生,不仅能够保障康复外骨骼机器人在医疗康养机构端的使用,还能够有效推动康复服务下沉到社区或居家场景,患者不需花大价格把产品买回去,也可以享受康复外骨骼带来的服务。

而提出这个服务模式的便是程天科技,程天科技成立于2017年1月,创始团队在机器人领域拥有十余年的技术积累,至今已形成多系列康复外骨骼机器人产品矩阵,且包括3个系列8款型号的外骨骼均已获批NMPA医疗器械注册证,程天科技希望不断通过自身产品,帮助越来越多的失能、弱能人群。

助力千万患者新生康复机器人进入规模化应用阶段

在程天科技看来,从多家企业采购来的标准化零部件,很可能会在衔接上出现协同和配合问题,而康复外骨骼机器人必须要精确识别人体意图并及时反馈,如果零部件配合不畅,会极大的影响产品质量。因此,程天科技决定自己完善产业供应链,自建工厂,成为少数几家可以量产规模化应用的企业。

为了完善康复外骨骼机器人的算法模型,程天科技做了10万人次的临床应用,不断优化步态交互、步态仿真系统,找到更适合患者的使用方式。据介绍,通过临床研究和试用表明,UGO能够辅助康复治疗师对患者进行有效、针对性的训练,比如,中风偏瘫患者使用UGO进行步行训练后,6分钟步行测试等综合评定结果的各项指标均提升30-50%以上。

自2021年下半年开始商业化后,程天科技的悠行(UGO)系列康复外骨骼机器人已与超过200家医院达成了合作,覆盖全国超80%的省级行政区,累计超13w的使用人次。

程天科技表示,未来将以差异化的服务模式、广泛的核心专家网络资源等优势深耕康养领域。随着技术进步和规模增长,程天科技希望拓展C端外骨骼产品,将外骨骼技术应用到工业、娱乐、安防、运输等其他领域,让机器人进一步服务人类。

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