让残疾人直立行走 外骨骼机器人从科幻走入现实
封面新闻2023-10-15 10:17
封面新闻记者 刘秋凤
钢铁侠的战衣让无数科幻迷为之着迷。这实际上是一种外骨骼机器人的未来形态。
如今，外骨骼机器人已经从影视作品走入现实世界。10月10日，记者来到位于成都天府新区的布法罗机器人实验室，看到一款外骨骼康复机器人。这款机器人让下肢瘫痪的林寒从轮椅中站起来，实现了机器人辅助下的自主行走。还让他成为了残奥会的火炬手。
遥望未来，这是一片机遇的蓝海。布法罗机器人科技（成都）有限公司首席科学家、电子科技大学人工智能研究院副院长程洪告诉记者，目前全国也仅有几十家企业从事外骨骼康复机器人的研发生产。作为成都的领头羊企业，他已经观察到越来越多的企业嗅到了商机，期待进军外骨骼机器人这一行业。
看好现在
“机械甲”让残疾人直立行走
“我每天至少使用这个设备2个小时，刺激腿部肌肉。”34岁的林寒对外骨骼康复机器人的依赖程度很高。他依靠着腿上的机器臂，站立、弯腿、迈步、行走……每一个动作都很吃力，努力唤醒着肌肉……
林寒依靠外骨骼机器人站立行走。拍摄 刘秋凤
10年前，林寒因为意外从4楼坠楼，腰椎断裂，脊髓神经受损严重，下肢瘫痪。
2015年，他在四川省八一康复中心遇到了专程来招募“外骨骼机器人”穿戴试验员的程洪教授团队。就这样，他成为第一批志愿者，并持续坚持使用。
“肌肉萎缩情况得到了缓解。我再也没回过医院。病友们知道了我的情况后，也在纷纷咨询我康复机器人的事情……”林寒的坚持让他重返社会，成为病友们眼中的励志哥。2015年9月12日，身穿“外骨骼机器人”的林寒出现在全国第九届残疾人运动会开幕式现场，成为该届残奥会的火炬手，引发全国关注。
林寒曾经是残奥会的火炬手。拍摄 刘秋凤
世界科幻大会将在成都举行。林寒也有一个科幻的梦想；“希望未来科技能加速发展，未来能发明一个长得像一条裤子的机器人，残疾人穿上就能如正常人一样走路，那该有多好啊！”
应用广泛
外骨骼机器人从科幻影视走进现实生活
外骨骼机器人的形象，在众多影视作品中早已出现。《钢铁侠》的战衣、《流浪地球》中的炫酷装甲、《明日边缘》里的机甲战士……吴京、小罗伯特·唐尼、汤姆·克鲁斯、古天乐……这些知名演员都扮演过科幻感十足的机械战士形象，让外骨骼机器人的未来形象广为人知。
外骨骼机器人的应用很广泛。最初应用于军事领域，后来也用于工业领域，现在也广泛用于康复领域。林寒所使用的是下肢外骨骼机器人。其根据功能型可分为康复型、助力型和增强型。
在《中国科技信息》2023年第17期刊登的一篇论文《下肢外骨骼机器人研究进展及趋势》中提到，康复型下肢外骨骼机器人主要面向下肢运动机能受损的人群，通过康复训练恢复行走能力以实现自主运动，如 Lokomat 、ALEX 等。助力型下肢外骨骼机器人主要帮助脊髓损伤、瘫痪等人群像正常人一样站立和行走，如 ReWalk、Rex 等。增强型下肢外骨骼主要用于提高人体负载能力，适用于工业、军事、救援等领域，如 HULC、Sarcos XOS2 等。
布法罗机器人科技（成都）有限公司首席科学家、电子科技大学人工智能研究院副院长程洪。拍摄 刘秋凤
“我们已经与全国300多家医院建立了合作关系，使用我们的外骨骼康复机器人用于康复治疗。”程洪告诉记者，其在2018年获得了医疗器械证后已经开始销售，走进了老百姓的现实生活。
遥想未来
“脑机接口”从论文走上实践
遥想未来，程洪认为，怎样打通人脑世界和数字世界，脑机接口是未来世界的一个基本的通道。这种接口一种是嵌入式的，一种是非嵌入式的。如果要与神经元直接连通，实际上需要通过临床手术植入嵌入式接口。“现在上述两种技术都有。”但程洪认为，如果未来世界普及脑机接口，非嵌入式的方式更方便，外骨骼机器人将变得更加聪明地为人所有。
10月7日，首都医科大学第十一临床医学院院长栾国明教授受邀做客央视《对话》栏目时提到，脑机接口（Brain Computer Interface，BCI )，简言之就是在人脑与外部设备间建立直接连接通路，让大脑与机器实现“对话”，是人类扩展大脑智能的渴望。
吉林大学第二医院康复医学科和吉林大学护理学院发布在《机器人外科学杂志(中英文)》期刊的一篇名为“康复机器人系统的研究现状与展望”的文章中提到：随着中枢神经康复基础研究的进展，临床康复标准的提高以及康复机器人相关技术的不断进步，可穿戴式康复机器人、软体康复机器人以及整合肌电图和脑机接口等技术的新型康复机器人系统也迎来新的发展。
实际上，脑机接口，这个新名词不仅停留在论文中，也在政策中被提出。
今年9月13日，工业和信息化部印发《关于组织开展2023年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知》，在脑机接口揭榜挂帅任务榜单中，提出包括面向工业安全监测的典型应用和面向驾驶安全监测的典型应用。
产业发展
小众分支研究冲击机遇“蓝海”
“我们从0开始做，2011年立项，2015年真正让瘫痪患者站起来……”程洪告诉记者，外骨骼康复机器人是一项“医工交叉”研究，一方面必须有医学知识，另一方面穿戴机器人必须具备穿戴舒适性。
在中国知网上以“机器人”为关键词进行检索。
在机器人的研究领域，外骨骼机器人的研究并不多，可谓是小众分支。10月12日，记者在中国知网上以“机器人”为关键词进行检索，能搜出8.92万条结果。以“外骨骼机器人”为关键词进行检索，只能找到747条结果。以“康复机器人”为关键词，有2376条结果，以“外骨骼康复机器人”为关键词，仅有20个结果。
在中国知网以“外骨骼机器人”为关键词进行检索。
与之对应的是，在中国社会人口老龄化的背景下的巨大市场。“康复机器人系统的研究现状与展望”的文章中提到，康复机器人系统在当今智能医学大背景下迎来了快速发展，其能够很好地替代某些康复治疗过程中重复枯燥的体力劳动，使康复训练方案更加精准和丰富，同时可有效整合新兴的辅助技术用于临床康复。
以“外骨骼康复机器人”为关键词，仅有20个结果。
“国外有这种技术，但军事意图的用途更加浓厚。在这种背景下，美国对机器人的技术有严格的管控。”程洪告诉记者，2010年到2020年这10年间，国外有着一些先进机器人技术的公司依然与中国保持着技术合作，试图扩大在中国的市场占有率。这是一个双赢的举措。程洪认为，2020年之后，国际合作不断面临技术壁垒。例如，美国外国投资委员会(CFIUS)外国投资审查法案生效，强化对涉及美国国家安全的外国投资的审查，人工智能和机器学习技术等 14 项新兴及基础技术或成为重要影响领域。
“放眼全国，做外骨骼机器人的企业不多。目前，我们算是西部的领头羊企业。但据我观察，不少企业已经嗅到了其中的商机，将有越来越多的高新技术企业进军外骨骼机器人。”程洪表示。
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