在科幻類小說、游戲和影視中,“機械外骨骼”這一元素一直廣受讀者和觀眾追捧。在電影《流浪地球》中,救援隊員靠著一身輕巧的外骨骼系統就能輕松提起數百公斤的“火石”,推動龐大的“頂針”。事實上,這一黑科技早已在現實中落地。
現實中的外骨骼不同于科幻影游中所見的“鐵甲洪流”,而是穿戴在人體表面的人工智能,為穿戴者提供保護,并根據人的肢體活動來感應、伺服、驅動機械關節重現動作。在外骨骼的幫助下,人體體力、防護能力和對復雜環境適應能力都能得到大幅度提升。
目前外骨骼在醫療康復領域得到了應用。
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。
從2009 年開始,北京航空航天大學機電系副教授帥梅開始研究應用于康復的外骨骼機器人技術,歷經10 年,成功研制出了大艾機器人。北京2022 年冬殘奧會火炬手楊淑亭、邵海朋都是不完全性的脊髓損傷患者。楊淑亭11 年無法站立行走,但借助大艾AI 外骨骼她重新站了起來。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。
“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。”
據了解,截至目前,使用外骨骼進行康復訓練的患者已超百萬人次。然而,由于造價成本較高,醫保對外骨骼康復治療的支持力度還不夠,醫用外骨骼的使用仍限制在小型醫療機構和個人消費者中。
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。
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。”