在科幻类小说、游戏和影视中,“机械外骨骼”这一元素一直广受读者和观众追捧。在电影《流浪地球》中,救援队员靠着一身轻巧的外骨骼系统就能轻松提起数百公斤的“火石”,推动庞大的“顶针”。事实上,这一黑科技早已在现实中落地。
现实中的外骨骼不同于科幻影游中所见的“铁甲洪流”,而是穿戴在人体表面的人工智能,为穿戴者提供保护,并根据人的肢体活动来感应、伺服、驱动机械关节重现动作。在外骨骼的帮助下,人体体力、防护能力和对复杂环境适应能力都能得到大幅度提升。
目前外骨骼在医疗康复领域得到了应用。
过去,很多人一瘫痪就要一辈子依靠轮椅。外骨骼的出现,改变了重症肢体残障人士几乎无法行走的困境。当人体骨骼、肌肉的功能缺失时,外骨骼提供了如骨骼一样的支撑、像肌肉一样的驱动源。
从2009 年开始,北京航空航天大学机电系副教授帅梅开始研究应用于康复的外骨骼机器人技术,历经10 年,成功研制出了大艾机器人。北京2022 年冬残奥会火炬手杨淑亭、邵海朋都是不完全性的脊髓损伤患者。杨淑亭11 年无法站立行走,但借助大艾AI 外骨骼她重新站了起来。邵海朋通过外骨骼训练,不仅使瘫痪的下肢恢复功能重新站立行走,还于2018 年打破机器人行走马拉松世界纪录。
“外骨骼不仅能助行,更是一种全新的治疗设备。”帅梅说,脑卒中或脊髓损伤致残的根本原因,是中枢神经受到损伤导致肢体无法得到控制。中枢神经组织过去被认为是不可再生的,但是通过外骨骼带动进行康复训练,能够重塑肢体与中枢神经之间的联系,实现肢体运动功能的恢复。“这一现象值得循证医学进行更加深入的研究。”
据了解,截至目前,使用外骨骼进行康复训练的患者已超百万人次。然而,由于造价成本较高,医保对外骨骼康复治疗的支持力度还不够,医用外骨骼的使用仍限制在小型医疗机构和个人消费者中。
2022 年,国务院印发的《“十四五”国家老龄事业发展和养老服务体系规划》提出,加快人工智能、脑科学、虚拟现实、可穿戴等新技术在健康促进类康复辅助器具中的集成应用。今年1 月,工信部等十七部门印发《“机器人+”应用行动实施方案》,其中也明确提到了对发展外骨骼机器人的支持。
帅梅认为,未来智能康复工程一定会大量替代人工康复技术。“康复智慧云平台的建立是大势所趋,其可以把训练数据完全收集起来形成大数据,构建有效的康复方法评价和评测体系,最终支持全国智慧化康复体系的建立。所以未来医用外骨骼一定会越来越先进,越来越方便。”