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作为机器人领域的一个分支,外骨骼机器人的研究从1960年开始从未间断。目前外骨骼机器人市场分为动力增强型和医学康复型两大阵营,动力增强型我们可以在很多影视剧中看到他们的身影,普通人穿上它们,可以上天下海,无所不能。在电影《流浪地球》中,外骨骼可以将救援小分队CN171-11武装成能够搬运重达数百斤的“火石”的“半机械人”。
早在第一次工业革命时期,为查尔斯·狄更斯的作品画插画的英国插画师罗伯特·西莫就提出了动力外骨骼概念,被认为是动力外骨骼概念的鼻祖。

1890年,当地一名尼古拉斯·亚金的俄罗斯科学家发明了一套可以辅助人行走、跳跃和奔跑的外骨骼装置,这是一套非常简单的装置,借助弹簧钢板达到行走省力的目的。


然后就是1961年的Cornell Aeronautical Labs 开始研发的Man-Amplifier

在冷战期间,美国实施了很多研发动力外骨骼的项目。但很多因为概念超前,技术有限,无法克服电池、材料等问题,而被废止。除了工业和军事上,动力型外骨骼一直在不停地创新和研发外,为医学和临床衍生的医用康复外骨骼,也成为这几年各大公司争先研究和开发的热门产品。


目前最先进的康复机器人是外骨骼机器人,它基于仿生原理进行设计,结合人体工程学,可以穿戴于人体表面。每个关节上都对应有单独的驱动装置,患者佩戴后可以确保机器人的运动模式和人体自由度同轴,基于“中枢神经系统的可塑性”理论、“动力系统”学说等,可以实现更有效的康复训练,以此提高患者的步行能力。

随着我国老龄化进程的加剧,各类慢性疾病的基数人群也在不断增加,我国每年约有246万的新发脑卒中,并以每年8.7%的速度持续上升,其中高达75%卒中幸存者存有着不同程度的运动功能障碍。
随着大众的康复意识越来越强,很多综合医院的康复科室和康复中心纷纷建立起来,按照当前的患病人口总数配比,专业的康复治疗师只有两万左右,缺口非常大。所以,采用机器人来辅助人工进行康复训练是一个必然的趋势。


目前国内用于康复训练的外骨骼主要有两种,可分为大型外骨骼机器人和可穿戴式外骨骼。比较知名的的大型机器人瑞士Hocoma公司生产的Lokomat,减重跑台的系统的基础上,增加外骨骼的功能。
UGO下肢外骨骼步行康复器是一款可穿戴的外骨骼,由程天科技完全自助研发,是国内首款采用意图检测技术的智能高端医疗机器人。适用于因脑卒中、脑瘫、帕金森、脊髓损伤等神经退行性疾病引起的步态功能障碍人群。目前该项技术致力于提供偏瘫及脊髓损伤患者康复治疗方案,以提高患者自主行走能力为核心,使用意图检测技术及多传感器信息融合技术分析用户意图,准确判断并作出响应。
这几年,UGO与全国知名的医院进行科研合作,累计200余人使用过外骨骼进行康复训练,大部分的脑卒中患者在使用2~3周后,步态有明显改善,有人反馈穿戴外骨骼进行行走训练,可以纠正自己的划圈步态,走起来很轻便。

UGO外骨骼不仅是一台康复训练设备,更是一套对于康复训练和患者系统的管理和解决方案。医生手柄上可以显示当前患者的训练数据、身体状态等,数据实时同步到云平台上,康复治疗师可以了解和掌握患者的康复进程,进行相应的评估,最后调整每个阶段的康复计划。
虽然外骨骼在下肢康复训练中表现出极大潜力,但依然存在一定的缺陷和不足,比如如何提高续航能力,如何减轻机器体积,以及如何提升的数据采集能力和驱动能力等等。随着未来外骨骼研发方向,市场将从医院逐渐转移到家庭场景中使用,以帮助更多残疾或残障人群能够实现无障碍行走。
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