[技术帮助身体残疾的人站立和行走]
◎记者汤芳
在过去，许多人瘫痪时不得不依靠轮椅生活。外骨骼的出现改变了重度肢体残疾人几乎无法行走的困境。当人体骨骼和肌肉的功能缺失时，外骨骼提供了骨骼一样的支撑和肌肉一样的驱动源。
近日，在自主研发的人体外骨骼的帮助下，患有脆骨症的“扭曲车男孩”肖恩第一次站了起来！他走了16米，花了大约5分钟。“更高的视角带来的感官冲击非常震撼。”肖恩告诉科技日报记者，目前他平均每周进行两到三次步行训练。谈及开发外骨骼的初衷，肖恩说:“我从仿生结构开始，试图让它更加实用和简单。”
外骨骼是如何让坐轮椅的残疾人站起来行走，甚至“跑”完全程马拉松的？现在的医用外骨骼有多普及？未来发展趋势如何？4月24日，带着这些问题，科技日报记者采访了北航空航空航天大学教授、北京艾达机器人技术有限公司(以下简称艾达机器人)董事长帅梅。
不仅可以辅助行走，还可以进行康复训练。
在过去，许多人瘫痪时不得不依靠轮椅生活。帅妹表示，外骨骼的出现改变了重度肢体残疾者几乎无法行走的困境。外骨骼作为穿在人体外的另一种“骨架”，已经在医疗康复领域得到应用。
记者来到北京阳光大爱肢体残疾人康复中心。几名患者被“植入”在外骨骼康复训练机器人中，一步一步地练习抬腿原地行走。在父母的鼓励下，一个男孩被“嵌入”在一个小型外骨骼康复训练机器人中，在场地上四处走动。
外骨骼是如何驱动人行走的？“当人体骨骼和肌肉的功能缺失时，外骨骼像骨骼一样提供支撑，像肌肉一样提供驱动源。它通过腿杠上的绑带传递控制力，带动患者下肢做出动作。”帅妹表示，步态算法是让穿戴者下肢做出正常行走步态的核心技术。
北京2022年冬季残奥会火炬手杨舒婷穿着戴爱外骨骼直立行走传递火炬，邵海鹏穿着新一代戴爱外骨骼轻松自然地完成火种采集。国产下肢外骨骼出现在电视转播中，给大众留下了深刻的印象。
“他们都是脊髓不完全损伤的患者。杨舒婷已经有11年不能站立和行走了，但是她在外骨骼的帮助下重新站了起来。通过外骨骼训练，邵海鹏不仅恢复了瘫痪的下肢重新站立行走，还打破了2018年机器人步行马拉松世界纪录。”帅妹说。据介绍，脊髓完全损伤的患者还可以在外骨骼的引导下重新行走，恢复身体的各个方面。
“外骨骼不仅可以帮助行走，还是一种全新的治疗设备。”帅妹说，中风或脊髓损伤导致残疾的根本原因是中枢神经系统受损，无法控制肢体。以前认为中枢神经系统是不可再生的，但通过天辰账号注册外骨骼驱动的康复训练，可以重塑肢体与中枢神经系统的联系，实现肢体运动功能的恢复。“[天辰平台登录]现象值得循证医学进行更深入的研究。”帅妹说。
国内企业加速产品迭代和场景落地。
国内外对骨骼的研究始于2000年左右。起初，主要参与者来自浙江天辰平台注册学院、哈工大等高校。这些大学对下肢外骨骼的人体信息采集、机械结构、步态分析和控制策略进行了深入研究。
2015年后，围绕外骨骼的创业热情涌现。
目前，国内外骨骼厂商正在不断发力，在产品迭代和场景落地上加速布局。以艾达机器人为例。2010年，帅妹开始研究外骨骼。经过六年的研发，她不断取得突破。2016年，她创办了艾达机器人，将自己的成果产业化。2018年6月，艾达机器人成为国内首家获得医疗器械注册证的外骨骼公司，其自主研发的外骨骼获批上市；2019年，北京阳光大爱肢体残疾人康复中心成立，提供肢体残疾人相关康复训练等专业服务。
如今，帅妹带领团队继续让产品“通用化”，不断改进产品设计，降低价格成本。新推出的“艾嘉”外骨骼康复机器人的价格从过去的近百万元下降到10万元以下，达到了个人家庭使用可以接受的水平。目前，该公司的外骨骼已在全国100多家医院投入使用，治疗患者超过1万人，培训超过百万人次。
此外，成立于2015年的上海傅里叶智能科技有限公司(以下简称傅里叶智能)主要生产康复机器人。其自主研发的ArmMotus EMU 3D上肢康复机器人、ExoMotus M4下肢康复机器人等产品，集成了针对身体不同部位的多种类型康复，可提供从急性期、稳定期到恢复期的全周期同质康复治疗，显著提高康复效率。其中，ArmMotus EMU的设计采用了手术机器人专用钢丝，以及创新的线控传动方式，采用混联杆结构和轻量化碳纤维材料，从而减少了机器人运动中的惯性和摩擦。截至目前，傅里叶智能已有30多个上市产品，出口全球40多个国家和地区，入驻2000多家医院和机构，执行康复训练动作超过4亿次。
发展前景广阔，但仍面临一些障碍。
资料显示，截至目前，中国有近2500万残疾人，65岁以上老年人达到2亿。\”老年人和残疾人可以使用外骨骼，因此它的市场前景非常广阔.\”帅妹表示，外骨骼行业目前处于发展期，科研、创新、实验是支撑发展的动力。
中国残联相关负责人介绍，“十三五”期间，我国通过实施精准康复服务，已为1252.5万残疾人提供辅助器具，2020年残疾人基本辅助器具适配率将超过80%。到2025年，有需求人群基本辅助器具适配率有望达到85%以上。截至目前，已有超过百万患者使用外骨骼进行康复训练。
在帅妹看来，医用外骨骼的发展还面临一些障碍。
由于外骨骼成本较高，市面上每件外骨骼的价格在70万元至120万元不等，有的甚至达到200万元。高昂的价格成为外骨骼在小型医疗机构和个人消费者中普及的主要限制因素。
其次，目前医保对外骨骼康复的支持力度不够。目前只有北京和陕西可以报销使用机器人进行康复训练产生的费用，全国大部分地区只能自费。
2021年，工信部等部门发布了机器人产业发展“十四五”规划，要求增加高端产品供给，重点发展服务机器人，推动产品高端智能化发展。2022年，国务院印发的《全国老龄事业发展“十五”规划和养老服务体系规划》提出，加快人工智能、脑科学、虚拟现实、可穿戴康复辅助器具等新技术的集成应用。今年1月，工信部等17部门印发了“机器人+”应用行动实施方案。还明确提到了对外骨骼机器人发展的支持。
2020年以来，广东、河北、上海、浙江等省市相继出台外骨骼相关政策，支持外骨骼产业发展及其在医疗康复、养老等领域的应用。
帅妹认为，未来智能康复项目一定会取代人工康复技术。“康复智能云平台的建立是大势所趋。可以完整的收集训练数据形成大数据，构建有效的康复方法评估评价体系，最终支撑国家智能康复体系的建立。所以在未来，医用外骨骼会越来越先进，越来越方便。”帅妹说。