重新行走成真 殘障人士穿上鋼鐵骨骼

曾在無數影視作品中出現的外骨骼，正成爲讓無數癱瘓患者重新行走的“鎧甲”。2013年，北京航空航天大學帥梅團隊研發出國內首個外骨骼機器人。2016年，大艾機器人宣告成立。經歷十多年的深入研發和市場化後，外骨骼機器人這一“黑科技”已從高校實驗室走入了廣闊的康復市場，並獲得中國第一個外骨骼二類創新醫療器械、第一個醫療器械註冊證，改變了截癱、偏癱、腦癱等重大惡性疾病幾乎無法康復的困境。在外骨骼機器人的幫助下，截癱患者不僅重新感知到雙腿的存在，甚至還完成了全程馬拉松距離的行走。目前，全國已有200—300家醫院引入了大艾外骨骼機器人，每臺機器每天可幫助約16位病人進行康復訓練，大大提升了康復效率。

穿戴外骨骼走完馬拉松

在北京市南三環附近，一家並不引人矚目的康復中心坐落在居民樓之間。康復中心裡，擺滿了各種型號的“鋼鐵骨骼”，這些“鋼鐵骨骼”能幫助腦卒中、偏癱、截癱、腦癱等患者進行下肢行走康復訓練。一個週五下午，北京商報記者在這裡見到了正在進行康復訓練的邵海朋。

2017年，因爲一場意外，邵海朋從高空墜落，緊急送醫後他被判定爲脊髓損傷導致的雙下肢截癱。

在邵海朋的講述中，困在輪椅上只是故事的前半段。一次偶然的機會，邵海朋從康復師處瞭解到，北京有一家公司研發了最新的外骨骼機器人，能夠幫助截癱患者康復。這家公司正在招募臨牀試驗志願者。抱着試試看的心態，邵海朋來到了北京。在機器的加持下，不到一個月的時間，邵海朋下半身失去的感知慢慢回來了，他開始能感受到大腿肌肉的收縮。

看到希望的邵海朋，在實驗結束後再次聯繫了這家名爲大艾機器人的外骨骼機器人公司，並開啓了當時還鮮有人嘗試的外骨骼康復訓練。7年後的今天，藉助外骨骼機器人技術，邵海朋已經可以依靠自己發力獨立行走。

2018年，邵海朋還穿戴外骨骼機器人走完了全程馬拉松，總計用時9天、淨用時26小時的成績還獲得了第一名，並打破了國外15天走完機器人行走馬拉松的世界紀錄。

像邵海朋一樣，藉助外骨骼技術重新開始行走的偏癱、截癱患者已經越來越多。北京航空航天大學教授、大艾機器人創始人兼董事長帥梅告訴北京商報記者，作爲國內最早一批關注外骨骼領域的科創企業，大艾機器人的外骨骼機器人產品已應用至全國的200—300家醫院。以北京爲例，目前已有超40家醫院配備了大艾外骨骼機器人作爲康復設備。

帥梅表示，外骨骼機器人的出現，不僅讓患者重新行走，還提升了現有的康復效率。以一家醫院採購兩臺外骨骼機器人康復設備來計算，每天每臺設備至少可幫助16—17位病人進行康復訓練，與當前以康復師爲主的康復模式相比，大大提升了效率和療效。

“醫工結合”的代表

從外骨骼領域的研究歷史來看，國外的研發開端要早於國內近十年。全世界第一臺可直立行走的外骨骼機器人於2000年誕生在瑞士。彼時，國內對外骨骼領域的研究幾近於零。2010年，在北京航空航天大學任教的帥梅開始投入對外骨骼機器人的研究。

據瞭解，外骨骼是在人類本身的骨骼之外，用外部動力源驅動的另外一副骨骼。在帶動人行走時，需要讓外骨骼達到仿人效果，由此，通過步態算法模擬康復步態成了研發中最核心的技術。

帥梅稱，從組成結構來看，外骨骼實際上是金屬結構產品，靈活度並不高。當其作用在人身上時，自由度難以模擬真人效果。

看到這一實際情況，帥梅及團隊在研發過程中對原本構想中的外骨骼機器人做了簡化，將重點放在了髖關節和膝關節上，通過進行兩個繞水平面的旋轉運動，控制擡腿及落地姿態，即行走姿態。同時通過建立下肢肌肉—骨骼仿生機器人的動力學模型，實現基於力、位置混合柔順控制的下肢外骨骼機器人穩定行走控制。

2013年，帥梅團隊研製出第一代外骨骼機器人。2016年，大艾機器人正式成立。發展到今天，大艾機器人已開發出六個系列、十餘款外骨骼機器人產品。曾經在高校實驗室裡才能見到的“鋼鐵骨骼”走向了市場。

作爲“醫工結合”的代表產品，外骨骼機器人的研發並非一勞永逸，還需在市場檢驗下開展進一步探索。在實際應用時，爲讓外骨骼機器人適用於更多病症、更長病程，大艾機器人在腰髖部位加了一個安全的平衡移動臺架，提高產品在臨牀應用中的安全行走性、平衡性、移動性以及康復療效，這一設計爲全球原創。

在成本上，由於外骨骼機器人材料成本較高，且需要精準匹配病人，醫療版外骨骼機器人的價格動輒百萬元，並不適合家用。爲降低成本，滿足個人需要，大艾機器人近年也開始研發個人版外骨骼機器人。目前，大艾機器人已上市的個人版產品價格從2萬多元至16萬元不等。按用途劃分，這些外骨骼機器人可應用於日常康復和精細化康復。

低價化、輕量化、AI化

儘管國產外骨骼機器人起步較晚，但這一領域面向的，卻是近兩千萬的肢殘人口和日益增長的老齡化羣體，需求缺口較大。國家統計局數據顯示，截至2023年，我國肢體殘疾人口總數爲1735.5萬人。多數肢殘人不能行走、不能站立、長期臥牀。外骨骼機器人技術的出現，對他們來說，是能擁有一次重新行走的機會。

在帥梅看來，外骨骼機器人技術對康復領域的意義不僅是實現了從0到1的跨越，也有從1到100的飛躍。在外骨骼機器人出現前，不少疑難重症的偏癱患者在醫院裡通過傳統康復方式訓練多年，但收效甚微。而在使用外骨骼機器人介入訓練後，不少患者僅需6—9個月左右的時間，便可實現在機器輔助下的獨立行走，並能保持正確步態，不會出現行走能力的回退。

北京商報記者注意到，爲減輕患者康復的經濟壓力，使用外骨骼機器人的康復訓練項目已被納入北京醫保甲類。

談及下一步的技術創新及產品研發，帥梅將目光放在了更加普惠和智能化的個人版外骨骼產品上。很多用戶在大艾的康復中心進行訓練後，都萌生了將產品帶回家的念頭。對此，她希望能在對產品進行進一步創新的基礎上，進一步實現產品的低價化、輕量化和AI化。

在智能化方面，帥梅介紹，隨着當前人工智能和機器學習技術的不斷進步，外骨骼機器人將朝着更加智能化的方向發展。新產品將能夠實時關注監測穿戴者的運動狀態和康復進度，自動調整助力策略，適應患者在康復過程中的功能變化。具備AI自我學習能力的外骨骼，還將能更好地輔助不同類型和程度的脊髓損傷或腦損傷患者。

目前，大艾機器人已推出新一代AI外骨骼機器人產品。通過AI“具身智能技術”，機器人能精準感知到穿戴者的運動意圖和步行情況。同時，這一代產品相比之前也更加輕便。

在帥梅看來，未來，AI外骨骼機器人在醫療康復、老年護理以及大健康領域具有巨大的應用潛力。

通過外骨骼機器人技術讓更多人重新行走，這是大艾機器人和帥梅的下一步目標。已經重新行走起來的邵海朋，也給自己定下了未來的計劃：他希望能製作一輛助力腳踏車，經由新貫通的三條國道，邊看風景，邊沿着中國版圖走一圈。

北京商報記者 趙博宇