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過去，很多人一癱瘓就要一輩子依靠輪椅。外骨骼的出現，改變了重癥肢體殘障人士幾乎無法行走的困境。當人體骨骼、肌肉的功能缺失時，外骨骼提供了如骨骼一樣的支撐、像肌肉一樣的驅動源。
近日，借助自研的人體外骨骼，身患脆骨癥的“扭扭車男孩”張亮第一次站起來了！他走了１６米，花了大約５分鐘。“視角變高帶來的感官沖擊力非常震撼。”張亮對科技日報記者表示，目前他平均一周做兩三次行走訓練。談及自研外骨骼的初衷，張亮說：“我從仿生結構出發，盡量讓它更加實用、簡單。”
讓坐在輪椅上的殘疾人起身行走，甚至“跑”完馬拉松全程，外骨骼是如何做到的？現如今醫用外骨骼的普及程度如何？未來有怎樣的發展趨勢？４月２４日，帶著這些問題，科技日報記者采訪了北京航空航天大學教授、北京大艾機器人科技有限公司（以下簡稱大艾機器人）董事長帥梅。
既能輔助行走也能進行康復訓練
過去，很多人一癱瘓就要一輩子依靠輪椅。帥梅表示，外骨骼的出現，改變了重癥肢體殘障人士幾乎無法行走的困境。作為在人體外面穿戴的另一副“骨骼”，目前外骨骼在醫療康復領域得到了應用。
記者來到北京陽光大艾肢體殘疾人士康復中心，幾位患者“嵌”在外骨骼康復訓練機器人當中，一步一步，在原地練習抬腿行走；在父母的鼓勵下，一名男孩“嵌”在小一號的外骨骼康復訓練機器人里，繞著場地踏步行走。
外骨骼是怎樣帶動人行走的？“當人體骨骼、肌肉的功能缺失時，外骨骼提供了如骨骼一樣的支撐、像肌肉一樣的驅動源，它通過腿桿上綁帶傳遞控制力，來驅動患者的下肢做出動作。”帥梅表示，而讓穿戴者下肢做出正常的行走步態，步態算法是其中最核心的技術。
北京２０２２年冬殘奧會火炬手楊淑亭穿戴大艾外骨骼直立行走傳遞火炬，邵海朋穿戴新一代大艾ＡＩ外骨骼輕松自然完成火種匯集。電視轉播中出現的國產下肢外骨骼，給大眾留下了深刻印象。
“他們都是不完全性的脊髓損傷患者。楊淑亭１１年無法站立行走，但借助外骨骼她重新站起來了。邵海朋通過外骨骼訓練，不僅使癱瘓的下肢恢復功能重新站立行走，還于２０１８年打破機器人行走馬拉松世界紀錄。”帥梅說。據介紹，完全性脊髓損傷患者，也能在外骨骼的帶領下再次行走，恢復身體各方面機能。
“外骨骼不僅能助行，更是一種全新的治療設備。”帥梅說，腦卒中或脊髓損傷致殘的根本原因，是中樞神經受到損傷導致肢體無法得到控制。中樞神經組織過去被認為是不可再生的，但是通過外骨骼帶動進行康復訓練，能夠重塑肢體與中樞神經之間的聯系，實現肢體運動功能的恢復。“這一現象值得循證醫學進行更加深入的研究。”帥梅說。
國內企業加速產品迭代、場景落地
國內外骨骼的研究始于２０００年前后，最初主要參與力量來自浙江大學、哈爾濱工業大學等高校。這些高校從下肢外骨骼的人體信息采集、機械結構、步態分析，以及控制策略等方面進行了較為深入的研究。
２０１５年以后，圍繞外骨骼的創業熱情涌現。
目前，國產外骨骼廠商正在產品迭代、場景落地方面持續發力、加速布局。以大艾機器人為例，２０１０年，帥梅開始研究外骨骼，經過６年研發不斷取得突破，并于２０１６年創立大艾機器人將自己的成果產業化。２０１８年６月，大艾機器人成為國內首家獲得醫療器械注冊證的外骨骼公司，其自主研發成功的外骨骼獲準上市；２０１９年申請成立了北京陽光大艾肢體殘疾人士康復中心，提供與肢體殘疾相關的康復訓練等專業服務。
如今，帥梅帶領團隊持續致力于將產品“普惠化”，不斷改進產品設計，降低價格成本，最新推出的“艾家”外骨骼康復機器人價位已由以往的近百萬元降至１０萬元以下，達到個人居家使用能接受的程度。目前，該公司外骨骼已在全國１００多家醫院投入使用，累計治療患者超萬例、訓練超百萬人次。
此外，２０１５年成立的上海傅利葉智能科技有限公司（以下簡稱傅利葉智能）主要生產康復機器人，其自主研發的ＡｒｍＭｏｔｕｓ ＥＭＵ三維上肢康復機器人、ＥｘｏＭｏｔｕｓ Ｍ４下肢康復機器人等產品，針對身體不同部位，融合多種康復類型，可提供從急性期、穩定期到恢復期的全周期同質化康復治療，顯著提升康復效率。其中，ＡｒｍＭｏｔｕｓ ＥＭＵ的設計采用了手術機器人專用鋼絲，以及創新的線驅傳動方式，搭配混合串并聯桿結構，應用輕量化的碳纖維材料，從而減小了機器人運動中的慣量和摩擦力。截至目前，傅利葉智能共有３０多款上市產品，出口全球４０多個國家和地區，入駐２０００多家醫院和機構，執行超過４億次康復訓練動作。
發展前景廣闊，但仍面臨一些阻礙
數據顯示，截至目前，我國肢殘人士接近２５００萬人，６５歲以上老人已達２億人。“老年人、殘疾人都可以使用外骨骼，因此其市場前景十分廣闊。”帥梅表示，外骨骼行業目前處于發展期，以科研、創新、實驗作為支撐發展驅動力。
中國殘聯相關負責人介紹，“十三五”期間，我國通過實施精準康復服務行動等，累計為１２５２．５萬名殘疾人提供輔助器具服務，２０２０年殘疾人基本輔助器具適配率超過８０％。到２０２５年，有需求的殘疾人基本輔助器具適配率預計將達到８５％以上。截至目前，使用外骨骼進行康復訓練的患者已超百萬人次。
在帥梅看來，醫用外骨骼的發展，尚面臨一些阻礙。
由于外骨骼的造價成本較高，市場中每臺外骨骼的售價在７０萬元到１２０萬元不等，有些甚至高達２００萬元，高昂的價格成為外骨骼在小型醫療機構和個人消費者中普及的主要限制因素。
其次，現在醫保對外骨骼康復治療的支持力度還不夠，目前僅北京、陜西利用機器人進行康復訓練產生的費用可醫保報銷，全國大部分地區只能自費。
２０２１年，工信部等部門發布《“十四五”機器人產業發展規劃》，要求增加高端產品供給，面向醫療健康、養老助殘等領域需求，重點推進服務機器人的研制及應用，推動產品高端化智能化發展。２０２２年，國務院印發的《“十四五”國家老齡事業發展和養老服務體系規劃》提出，加快人工智能、腦科學、虛擬現實、可穿戴等新技術在健康促進類康復輔助器具中的集成應用。今年１月，工信部等十七部門印發《“機器人＋”應用行動實施方案》。其中也明確提到了對發展外骨骼機器人的支持。
２０２０年以來，廣東、河北、上海、浙江等多省市均出臺了外骨骼相關政策，支持外骨骼產業的發展及其在醫療康復、養老等領域的應用。
帥梅認為，未來智能康復工程一定會大量替代人工康復技術。“康復智慧云平臺的建立是大勢所趨，其可以把訓練數據完全收集起來形成大數據，構建有效的康復方法評價和評測體系，最終支持全國智慧化康復體系的建立。所以未來醫用外骨骼一定會越來越先進，越來越方便。”帥梅表示。
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