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穿上“機械腿” 行走不是夢

——外骨骼機器人助力肢殘人士邁向未來

吳葉凡
2025年04月08日09:28 | 來源:科技日報
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原標題:穿上“機械腿” 行走不是夢

在北京市豐台區一家康復訓練中心,35歲東北小伙邵海朋正滿頭大汗地進行康復訓練。他的腰腹、腿和腳等部位穿著黑色“機甲”。這套裝備有著一個十分形象的名字——“外骨骼機器人”,它猶如人體外置骨骼,引領佩戴者一步一步邁向前方。

從下肢截癱依靠輪椅出行,到如今可以拄拐行走幾百米,邵海朋在外骨骼機器人的幫助下,一步步走出高空墜落的陰霾。

2018年,他穿戴外骨骼機器人分階段走完了全程馬拉鬆﹔2022年,他穿戴外骨骼機器人擔任北京冬殘奧會火炬手。今年,他的“野心”更大了。“我想把拐杖丟掉,真正實現獨立行走。”他信心滿滿地對科技日報記者說。

外骨骼機器人何以如此神奇?

北京大艾機器人科技有限公司(以下簡稱“大艾機器人”)產品經理蔡小輝告訴記者,外骨骼機器人依據的是神經中樞重塑原理,通過可穿戴設備讓偏癱、截癱、腦癱等患者形成科學的站立、行走姿勢,促進筋膜拉伸、肌肉力量增長,並在持續訓練中刺激中樞神經恢復。通過促進站立行走,外骨骼機器人進而幫助腦損傷和脊髓損傷患者改善心肺功能、提升胃腸消化能力、防止泌尿系統感染。

外骨骼機器人的原理看似簡單,但應用起來卻是“內有乾坤”。作為醫工結合、人機結合的典型代表,外骨骼機器人需要攻克兩大技術難點,一是人機貼合度,二是算法精准度。

記者觀察到,在邵海朋的髖關節和膝關節等多處,外骨骼機器人都設有相應綁帶。在算法的精准控制下,這些綁帶能夠貼合人體曲線,調節運動方式。“比如,對於膝關節長期彎曲的老人,我們不能強行將他的腿伸直,而外骨骼機器人能夠自適應他的關節狀態,貼合患者身體。”蔡小輝補充說,算法還能根據患者不同的康復階段和訓練需求,自主調節機器人的步幅、步態、步速等,實現機器人輔助與人體行為的有機結合。

“相比於其他簡單的康復器械或人工康復手段,外骨骼機器人不僅能夠幫助我們進行精准、科學的康復訓練,提高恢復速度和效果,還可以買回家進行訓練,更加方便。”邵海朋說。

記者了解到,我國外骨骼機器人發展雖然起步晚,但“跑得快”,尤其是在應用場景和治療效果上,都具有國際領先優勢。如今,隨著技術的不斷發展,新一代外骨骼機器人融入了人工智能(AI)技術,可以通過感應器,自主識別患者運動意圖﹔同時,還能根據地面特征和周邊地形環境變化,提供匹配運動助力,幫助患者形成正確行走姿態。

在我國,外骨骼機器人具有廣闊的應用前景。《中國脊髓損傷者生活質量及疾病負擔調研報告2023版》顯示,我國現有脊髓損傷患者374萬人,每年新增脊髓損傷患者約9萬人。目前,外骨骼機器人已進入全國各地上百家醫院,患者可以在醫院體驗這一前沿科技成果。一些地區已經把外骨骼機器人納入醫保。

“未來,我們要進一步促進外骨骼機器人產品向輕量化、低價化、AI化發展,實現家庭版外骨骼機器人像家電一樣普及。”大艾機器人創始人、北京航空航天大學教授帥梅說。

(責編:羅知之、陳鍵)
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