重新行走成真 残障人士穿上钢铁骨骼

曾在无数影视作品中出现的外骨骼，正成为让无数瘫痪患者重新行走的“铠甲”。2013年，北京航空航天大学帅梅团队研发出国内首个外骨骼机器人。2016年，大艾机器人宣告成立。经历十多年的深入研发和市场化后，外骨骼机器人这一“黑科技”已从高校实验室走入了广阔的康复市场，并获得中国第一个外骨骼二类创新医疗器械、第一个医疗器械注册证，改变了截瘫、偏瘫、脑瘫等重大恶性疾病几乎无法康复的困境。在外骨骼机器人的帮助下，截瘫患者不仅重新感知到双腿的存在，甚至还完成了全程马拉松距离的行走。目前，全国已有200—300家医院引入了大艾外骨骼机器人，每台机器每天可帮助约16位病人进行康复训练，大大提升了康复效率。

穿戴外骨骼走完马拉松

在北京市南三环附近，一家并不引人瞩目的康复中心坐落在居民楼之间。康复中心里，摆满了各种型号的“钢铁骨骼”，这些“钢铁骨骼”能帮助脑卒中、偏瘫、截瘫、脑瘫等患者进行下肢行走康复训练。一个周五下午，北京商报记者在这里见到了正在进行康复训练的邵海朋。

2017年，因为一场意外，邵海朋从高空坠落，紧急送医后他被判定为脊髓损伤导致的双下肢截瘫。

在邵海朋的讲述中，困在轮椅上只是故事的前半段。一次偶然的机会，邵海朋从康复师处了解到，北京有一家公司研发了最新的外骨骼机器人，能够帮助截瘫患者康复。这家公司正在招募临床试验志愿者。抱着试试看的心态，邵海朋来到了北京。在机器的加持下，不到一个月的时间，邵海朋下半身失去的感知慢慢回来了，他开始能感受到大腿肌肉的收缩。

看到希望的邵海朋，在实验结束后再次联系了这家名为大艾机器人的外骨骼机器人公司，并开启了当时还鲜有人尝试的外骨骼康复训练。7年后的今天，借助外骨骼机器人技术，邵海朋已经可以依靠自己发力独立行走。

2018年，邵海朋还穿戴外骨骼机器人走完了全程马拉松，总计用时9天、净用时26小时的成绩还获得了第一名，并打破了国外15天走完机器人行走马拉松的世界纪录。

像邵海朋一样，借助外骨骼技术重新开始行走的偏瘫、截瘫患者已经越来越多。北京航空航天大学教授、大艾机器人创始人兼董事长帅梅告诉北京商报记者，作为国内最早一批关注外骨骼领域的科创企业，大艾机器人的外骨骼机器人产品已应用至全国的200—300家医院。以北京为例，目前已有超40家医院配备了大艾外骨骼机器人作为康复设备。

帅梅表示，外骨骼机器人的出现，不仅让患者重新行走，还提升了现有的康复效率。以一家医院采购两台外骨骼机器人康复设备来计算，每天每台设备至少可帮助16—17位病人进行康复训练，与当前以康复师为主的康复模式相比，大大提升了效率和疗效。

“医工结合”的代表

从外骨骼领域的研究历史来看，国外的研发开端要早于国内近十年。全世界第一台可直立行走的外骨骼机器人于2000年诞生在瑞士。彼时，国内对外骨骼领域的研究几近于零。2010年，在北京航空航天大学任教的帅梅开始投入对外骨骼机器人的研究。

据了解，外骨骼是在人类本身的骨骼之外，用外部动力源驱动的另外一副骨骼。在带动人行走时，需要让外骨骼达到仿人效果，由此，通过步态算法模拟康复步态成了研发中最核心的技术。

帅梅称，从组成结构来看，外骨骼实际上是金属结构产品，灵活度并不高。当其作用在人身上时，自由度难以模拟真人效果。

看到这一实际情况，帅梅及团队在研发过程中对原本构想中的外骨骼机器人做了简化，将重点放在了髋关节和膝关节上，通过进行两个绕水平面的旋转运动，控制抬腿及落地姿态，即行走姿态。同时通过建立下肢肌肉—骨骼仿生机器人的动力学模型，实现基于力、位置混合柔顺控制的下肢外骨骼机器人稳定行走控制。

2013年，帅梅团队研制出第一代外骨骼机器人。2016年，大艾机器人正式成立。发展到今天，大艾机器人已开发出六个系列、十余款外骨骼机器人产品。曾经在高校实验室里才能见到的“钢铁骨骼”走向了市场。

作为“医工结合”的代表产品，外骨骼机器人的研发并非一劳永逸，还需在市场检验下开展进一步探索。在实际应用时，为让外骨骼机器人适用于更多病症、更长病程，大艾机器人在腰髋部位加了一个安全的平衡移动台架，提高产品在临床应用中的安全行走性、平衡性、移动性以及康复疗效，这一设计为全球原创。

在成本上，由于外骨骼机器人材料成本较高，且需要精准匹配病人，医疗版外骨骼机器人的价格动辄百万元，并不适合家用。为降低成本，满足个人需要，大艾机器人近年也开始研发个人版外骨骼机器人。目前，大艾机器人已上市的个人版产品价格从2万多元至16万元不等。按用途划分，这些外骨骼机器人可应用于日常康复和精细化康复。

低价化、轻量化、AI化

尽管国产外骨骼机器人起步较晚，但这一领域面向的，却是近两千万的肢残人口和日益增长的老龄化群体，需求缺口较大。国家统计局数据显示，截至2023年，我国肢体残疾人口总数为1735.5万人。多数肢残人不能行走、不能站立、长期卧床。外骨骼机器人技术的出现，对他们来说，是能拥有一次重新行走的机会。

在帅梅看来，外骨骼机器人技术对康复领域的意义不仅是实现了从0到1的跨越，也有从1到100的飞跃。在外骨骼机器人出现前，不少疑难重症的偏瘫患者在医院里通过传统康复方式训练多年，但收效甚微。而在使用外骨骼机器人介入训练后，不少患者仅需6—9个月左右的时间，便可实现在机器辅助下的独立行走，并能保持正确步态，不会出现行走能力的回退。

北京商报记者注意到，为减轻患者康复的经济压力，使用外骨骼机器人的康复训练项目已被纳入北京医保甲类。

谈及下一步的技术创新及产品研发，帅梅将目光放在了更加普惠和智能化的个人版外骨骼产品上。很多用户在大艾的康复中心进行训练后，都萌生了将产品带回家的念头。对此，她希望能在对产品进行进一步创新的基础上，进一步实现产品的低价化、轻量化和AI化。

在智能化方面，帅梅介绍，随着当前人工智能和机器学习技术的不断进步，外骨骼机器人将朝着更加智能化的方向发展。新产品将能够实时关注监测穿戴者的运动状态和康复进度，自动调整助力策略，适应患者在康复过程中的功能变化。具备AI自我学习能力的外骨骼，还将能更好地辅助不同类型和程度的脊髓损伤或脑损伤患者。

目前，大艾机器人已推出新一代AI外骨骼机器人产品。通过AI“具身智能技术”，机器人能精准感知到穿戴者的运动意图和步行情况。同时，这一代产品相比之前也更加轻便。

在帅梅看来，未来，AI外骨骼机器人在医疗康复、老年护理以及大健康领域具有巨大的应用潜力。

通过外骨骼机器人技术让更多人重新行走，这是大艾机器人和帅梅的下一步目标。已经重新行走起来的邵海朋，也给自己定下了未来的计划：他希望能制作一辆助力脚踏车，经由新贯通的三条国道，边看风景，边沿着中国版图走一圈。

北京商报记者 赵博宇