
“通過使用,它越來越懂你,你的步態越來越輕松隨心。這就是肌肉外甲?!苯?,遠也科技創始人丁也博士介紹他們自主研發的產品。
他表示,“當我說肌肉外甲可以協同你的肌肉、針對你的步態、輔助你自由行走并且提升你肌肉力量的時候,你可能不明白代表什么。換一種說法,想象有一塊貼在你身體表面、很‘懂你的機器肌肉。在它開啟后,你感覺你強壯了,走路的時候輕了10公斤。”
國內首款肌肉外甲
遠也科技開發的肌肉外甲,是一種以協同肌肉為目標的穿戴機器人設備,它通過自主學習每一位穿戴者的人體結構和實時步態,補足或增強對應肌肉力量,從而更高效地完善穿戴者的肢體動作。
肌肉外甲的技術理念是穿戴者主導,設備協同完成。只有穿戴者有意愿、而且開始了第一步身體動作,肌肉外甲才會進行輔助。其核心在于協同增強肌肉力量。
在遠也科技研發肌肉外甲之前,市面上多數的設備是剛性“外骨骼機器人”?!巴夤趋罊C器人”的技術原理是幫身體承重。然而,肌肉外甲的技術原理是協同肌肉、助力身體運動。
因此,肌肉外甲不再需要整腿的金屬支架做整個身體的重量支撐,而用輕巧結構——比如仿生碳纖支架、輕型織布、極小型驅動裝置——針對目標肌肉。肌肉外甲不會像一副難以操作的鋼鐵盔甲,而是一套方便穿脫、對行動沒有附加限制的輕型設備。遠也科技研發的首款肌肉外甲重量僅為2.5公斤,1分鐘內可以完成穿戴。
除了輕便,遠也科技研發的肌肉外甲的另一獨創是“懂你”,尤其是“懂”每一位穿戴者。
人體是一個非常復雜、精密、且敏感的系統,任何的行動阻礙,哪怕是鞋子上多粘了一些泥巴,都會感覺不自在,引起身體能耗的大幅上升。因此,在沒有很好理解其機制的情況下,不當的額外輔助反而會給人體帶來傷害。
簡單來說,設備如果協同得不好,后果就是一個人穿上設備,卻比自己獨立行走要累得多,甚至有摔倒的風險。
此外,每個人的人體系統、行動習慣都不同。設備不僅要做到好,還要做到對每個穿戴者來說、在任何時刻都好。最重要的是個性化的、可調節的、在穿戴者各個身體階段都能起到幫助的設備。
一件優秀的設備,應該既能幫助20多歲的偏癱小伙子康復,又能幫助70多歲、腿腳不好的阿姨日常行走,還能幫助正值壯年的專業戶外運動家登山。
不僅如此,以偏癱小伙子為例,這個設備應該在他的急性期、恢復期、維持期康復階段等各個階段都為他服務、輔助他行走。
針對這個問題,肌肉外甲把人工智能算法、機器學習,與機器人技術、柔性材料設計、人體生物力學相結合。
肌肉外甲表面設有傳感器,并配有操控臺。當使用者穿上肌肉外甲后,傳感器能實時測量其肢體動作,將測量數據傳回系統中。人工智能算法會對數據進行學習,并預判穿戴者的意圖。
肌肉外甲再給穿戴者提供專門計算出的和肌肉纖維平行的外部助力,以增強其肌體力量,減少肌肉負荷。由此,肌肉外甲幫助穿戴者更好地完成肢體動作,并且提高穿戴者動作的完成度、穩定性和效率。
同時,肌肉外甲內置的算法會不斷地通過穿戴者的使用獲取數據,完善個性化的人機協同方式,最終給穿戴者最好的使用體驗。
因為遠也科技研發的肌肉外甲有這些技術上的優勢,所以,它可以不受場地環境的限制,快速融于各種生活場景的應用。肌肉外甲可以用于:下肢行走障礙患者在醫院做步行恢復訓練和日常生活中的步行輔助,老年人的日常助行,健康人群的戶外徒步、登山、訓練,等等。
現在,遠也科技的團隊正在不斷優化和創新肌肉外甲。他們不僅有從0到1的完整設計和開發,而且從一開始就尋求和全世界頂尖的電機和驅動供應商合作,打造了穿戴設備領域能量密度最高的驅動器內核。
與此同時,遠也科技反復簡化設備結構,與供應商花了一年多時間一起打磨碳纖維仿生結構的設計和制造,在數百次的迭代和優化中,反復推敲肌肉外甲更簡潔的穿戴方式和使用方式。目前,肌肉外甲可直接穿戴,無需學習便可行走使用。
優先植根醫療領域
作為一項突破性的技術,肌肉外甲可以在工業、軍事、醫療、戶外等場景廣泛運用。現階段,遠也科技優先選擇醫療領域,首要服務人群為行動功能障礙者,包括腦卒中患者和中老年人。主要原因是這一人群數量大、需求迫切。
在2020年8月剛發布的《中國卒中報告2019》顯示,2018年每5位死者中至少有1人死于腦卒中,帶病生存的腦卒中患者在我國已多達1300萬,在全世界約有8000萬。世界卒中協會表示,康復是治療過程中至關重要的一步,但很容易被忽略。
卒中患者應該在急性期過后盡快在醫院進行康復,進行大量的步行訓練,重塑神經對肌肉的控制。一旦錯過這段康復的黃金期,患者往后生活將很難自理,個人和家庭都面臨極大的人力和資金負擔。
據國內權威專家介紹,約60%的病人在卒中發生后都會發生步行障礙,有的會出現嚴重的偏癱異常步態。因此,運用科學的設備進行功能障礙分析和訓練是優化步行康復訓練的基礎。其次,國內康復師的匱乏使得每位患者的治療時間非常有限,患者單方面渴望生理和心理的重建與陪伴,但現實因素往往無法滿足。
除此之外,中國還有2.3億的老年人,其中2100萬在使用助行產品,包括手杖和助步車。
卒中患者基數大、康復黃金窗口期緊急以及康復醫療資源緊缺、我國中老齡化逐步加重……在這些背景下,遠也科技的肌肉外甲能在院內、家中為相關人群提供輕便、實時、精準的治療手段和反饋系統,有助于增強患者的信心、毅力和治療效果。
“我覺得產品是可以傳遞信任的。我們團隊不僅花了大量的時間進行技術優化,也花了大量的時間成為患者的朋友,和他們進行高頻次的溝通,了解他們的難點、痛點?!?/p>
“當患者很方便地穿上我們的設備,并且能夠站起來更加穩定地向前走,看到自己行走的變化——這是我最開心的時刻。”丁也博士說到。
丁也本人是哈佛大學工程學科學博士,在哈佛時就開始深耕可穿戴機器人技術,在學校時的突破性技術論文曾被《科學》雜志機器人子刊刊登。但是,對于他來說,實驗室內最尖端的技術還不夠,重要的是將科技落實到現實生活中,為人所用、服務于人。
肌肉外甲的內部集成電路
遠也科技的肌肉外甲現在正在和多家三甲醫院進行領創測試。遠也團隊希望和這些伙伴合作,發揮產品的優勢,共同推動智能康復在臨床上的應用,把前沿有效的技術及時地應用到需要的患者身上。
據悉,遠也科技2018年成立于美國波士頓。目前收到了來自BV百度風投、高瓴創投、線性資本、喬貝資本、智慧基石資本數百萬美元的投資,用于這項技術的研發、產品化和臨床試驗。
未來,遠也科技想要通過先進、智能的可穿戴機器人設備,讓機器人能夠更好地和人的身體融合、恢復、補充甚至增強人體功能,升級人類的工作和生活方式,努力朝著給人類帶來更美好的生活質量而努力。(摘自美《深科技》) (編輯/華生)