康復(fù)市場待激活,骨骼機器人何時落地?
除了被動的軌跡訓(xùn)練、肌電信號的捕捉,關(guān)于腦電形式控制行動的技術(shù)也正在突破,以期更好地進行人機交互。包括Roceso、布法羅在內(nèi)的幾家企業(yè)均在此技術(shù)方面有一定成果。布法羅已經(jīng)實現(xiàn)使用肌電、腦電、肌腦電混合的技術(shù)產(chǎn)品化,并在CCTV1的機智過人節(jié)目中展示了以上技術(shù)。
主要用于步態(tài)障礙,外骨骼可一定程度恢復(fù)行走能力
隨著我國老年化進程加重,腦卒中患者數(shù)量持續(xù)上升。據(jù)2017年《中國腦卒中防治報告》公布的數(shù)據(jù)顯示,我國每年約有246萬腦卒中新發(fā)人群,并以每年8.7%的速度持續(xù)上升。其中高達75%卒中幸存者存有著不同程度的運動功能障礙。
然而,上述數(shù)據(jù)也僅僅是需要康復(fù)的人群中的一部分,在外骨骼機器人的適應(yīng)癥方面和功能方面,一般應(yīng)用于由腦卒中、腦癱、帕金森、脊髓損傷等神經(jīng)退行性疾病引起的步態(tài)障礙。
一個人如果失去了獨立行走的能力就需要專門找人去看護,對家庭來說需要投入較大的看護費用。北航教授、大艾機器人的創(chuàng)始人兼CEO帥梅在機器人領(lǐng)域深耕了十幾年,她認(rèn)為,研發(fā)外骨骼機器人真正幫助到無法行走的患者康復(fù),一定程度上是“康復(fù)一人幸福全家”。
“對于腦卒中病人來說,這些障礙可以通過康復(fù)訓(xùn)練的方式得到改善,甚至恢復(fù)。因為大腦是具有可塑性的,通過重復(fù)性的大量的訓(xùn)練,大腦里面會形成新的神經(jīng)回路,癥狀得到改善,這就是所說的康復(fù)訓(xùn)練!
目前,大艾機器人與與國內(nèi)頂尖的康復(fù)團隊合作(北京積水潭醫(yī)院、北京宣武醫(yī)院、301醫(yī)院、國家康復(fù)輔具研究中心等),已進行了2000例臨床患者應(yīng)用,據(jù)帥梅透露,目前機器人應(yīng)用的康復(fù)效果已有數(shù)據(jù)可證,數(shù)據(jù)將作為研究成果發(fā)表相關(guān)文獻。
王璐表示,在外骨骼用于下肢康復(fù)效果方面。國際上的一些會議有很多研究者用Rewalk或者用ekso來做研究。針對手部康復(fù)而言,有研究顯示,相比較單關(guān)節(jié)運動,針對日常生活行為(ADLs)的“腦部功能區(qū)域?qū)W習(xí)”,不僅會提高病人的積極性,而且會提高康復(fù)效果。
“外骨骼的好處在于至少使患者動起來了,動起來之后至少患者體內(nèi)脂肪就,尤其腹部的脂肪就會減少,相應(yīng)地也會減少一些病人得其它病的幾率!
在訪談多家外骨骼企業(yè)后,我們總結(jié)出,外骨骼這一形態(tài)的機器人主要針對腦卒中、外傷或術(shù)后神經(jīng)損傷所致肢體功能障礙患者,幫助截癱或偏癱的病人恢復(fù)上肢機能或下肢行動能力。
當(dāng)然,在健康領(lǐng)域,也有利用外骨骼機器人增強人體運動能力的企業(yè),如博靈機器人。據(jù)博靈機器人CEO張萌介紹,外骨骼機器人應(yīng)當(dāng)是主動適應(yīng)、主動幫助人的機器人設(shè)備,因此,博靈機器人的使用場景并不局限于如康復(fù)之類的某一個具體的場景。
與醫(yī)療器械不同,博靈機器人目前瞄準(zhǔn)了兩大場景,一是當(dāng)用戶的行動或運動能力有所下降時,通過幫助使用者提升運動能力和運動量的方式,來幫助他更好地管理自己的體重,從而更好地管理自己的健康;二是運動健身領(lǐng)域,通過為用戶提供外骨骼機器人產(chǎn)品,運動健身機構(gòu)能夠提供有效、量化的身體評估測量分析,并提供運動規(guī)劃,幫助健身房實現(xiàn)個性化服務(wù),升級迭代。
除了步態(tài)障礙的康復(fù)外,創(chuàng)瑞基金投資總監(jiān)李弘燚表示,針對正常人增強負(fù)重避免肌肉損傷或者柔性材料增強正常人的運動能力的外骨骼應(yīng)用,也是比較有前景的方向。
走出實驗室,外骨骼機器人落地還有多遠(yuǎn)?
資金:背靠高校平臺,經(jīng)費多來自國家補貼
在政策方面,自2012年以來,科技部就出臺智能制造科技發(fā)展專項規(guī)劃,其中明確表示,重點發(fā)展安全機器人、醫(yī)療康復(fù)機器人等類別的科技產(chǎn)品,2015年,機器人產(chǎn)業(yè)十三五規(guī)劃也表明,要求實現(xiàn)在助老助殘領(lǐng)域、消費服務(wù)領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等重點領(lǐng)域的機器人示范應(yīng)用,并開展核心零部件攻關(guān),前沿共性技術(shù)開發(fā)、醫(yī)療康復(fù)機器人應(yīng)用等重點工作。
另外,深圳、北京、浙江等地對于醫(yī)療服務(wù)類機器人都有一定的政策傾斜,這也成為助力外骨骼研發(fā)的一大因素。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看,長三角經(jīng)濟帶為主的上海、浙江地區(qū)及粵港澳大灣區(qū)分布的企業(yè)占多數(shù)。
康復(fù)市場待激活,骨骼機器人何時落地?
外骨骼機器人企業(yè)所在地統(tǒng)計
據(jù)杰曼智能創(chuàng)始人劉啟軍表示,根據(jù)政策支持,身處寧波的杰曼智能在研發(fā)投入得到了寧波政府補貼的2000萬研發(fā)經(jīng)費。
在研發(fā)方面,大部分外骨骼機器人企業(yè)都是背靠高校機器人研究中心,如成都布法羅機器人依靠的是電子科技大學(xué)機器人研究中心程洪教授,大艾機器人則以北京航空航天大學(xué)帥梅教授及團隊為核心,承擔(dān)了支撐計劃、國家自然基金、北京市重大科技計劃項目;位于寧波的杰曼智能依托于浙大機器人研究院全方面開展技術(shù)合作,聯(lián)合開展課題研究,并導(dǎo)入人才與技術(shù)資源。
新加坡Roceso同樣依托于新加坡國立大學(xué)的研究項目。但王璐告訴記者:“大學(xué)的研究成果是非常有限的,如果最后做工業(yè)生產(chǎn)工業(yè)設(shè)計的話,還是要企業(yè)自己來做,所以企業(yè)的研發(fā)成本還是很高,對學(xué)術(shù)研究成果進行重新設(shè)計,這也至少需要耗費1-2年的時間!
資質(zhì)是落地關(guān)鍵,考量安全性、有效性及臨床試驗方案的合理性
如何將研究成果從高校研究中心落地市場,成為外骨骼商用的一大難題。而想要實現(xiàn)落地,除了技術(shù)成熟度外,首先要過的一關(guān),就是資質(zhì)。
2018年6月26日,北京大艾機器人科技有限公司旗下的外骨骼機器人艾康、艾動于北京獲得CFDA注冊證,成為中國首個通過CFDA認(rèn)證的下肢外骨骼機器人。在此之前,大艾外骨骼康復(fù)機器人被并評定為北京市首個二類創(chuàng)新醫(yī)療器械,也是實行第二類創(chuàng)新醫(yī)療器械“綠色通道”審評審批政策后全國第一個二類創(chuàng)新醫(yī)療器械,產(chǎn)品類別為”康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備”。
“流程加速標(biāo)準(zhǔn)不降低“,雖然是創(chuàng)新醫(yī)療器械審批通道,帥梅還是對記者強調(diào)了拿到二類醫(yī)療器械證的難度!碑a(chǎn)品的安全性、有效性及臨床試驗方案的合理性都有著很嚴(yán)格的要求!
外骨骼機器人首次通過CFDA二類認(rèn)證,成為其落地的標(biāo)志。不僅在中國市場,放眼全球亦然。新加坡Roceso研發(fā)的易索手套在通過多例臨床試驗后,已于2019年1月通過美國FDA認(rèn)證,將正式在美國上市。
售價:少則15萬,多則80萬,家用市場有待開拓
除了資質(zhì)外,外骨骼機器人高昂的售價也注定了其市場主要是面向醫(yī)院,B2B2C的模式成為外骨骼機器人主要的商業(yè)模式,縱觀全球市場,除了日本的本田公司以租賃模式為主,其余老牌外骨骼企業(yè)如Rewalk、Ekso、HAL等,都是以售賣的形式為主,然而本田公司以租期3年為期,價格也高達16200美元,長期使用看來也與高達十幾萬美元的售價無異。
有康復(fù)科醫(yī)生對記者表示,目前醫(yī)院的外骨骼機器人大多數(shù)是做效果的驗證和原理研究,還沒有真正實現(xiàn)醫(yī)用。總體來說,外骨骼機器人對于康復(fù)來說是有用的,但是這類設(shè)備入門容易,做得好則比較難。
據(jù)Zunosaki聯(lián)合創(chuàng)始人兼COO張皓程表示,在香港地區(qū)除了售賣給老年病醫(yī)院、康復(fù)醫(yī)院外,也有將外骨骼機器人賣給個人康復(fù)治療師的模式,外骨骼設(shè)備能夠幫助康復(fù)治療師進行康復(fù)過程中重復(fù)性的工作,大大提高了一人服務(wù)多人的康復(fù)效率。
劉啟軍表示:”降低成本的關(guān)鍵在于我們所有的配件國產(chǎn)化了,包括核心的電機跟減速器集成這一塊,我們自己的研發(fā)產(chǎn)品自己攻關(guān)了,使得我們的成本大大壓縮,我們的銷售價格大概在15萬人民幣左右。15萬的價格,在外骨骼機器人中已經(jīng)是比較便宜的產(chǎn)品!
通過記者的了解,在國內(nèi)市場下肢外骨骼機器人的售價有高有低,低的在15萬、20萬區(qū)間,高的在60萬、80萬左右,與國外的產(chǎn)品相比,在售價上有一定的優(yōu)勢,但是在康復(fù)效果方面,各類產(chǎn)品能做到的效果也不盡相同,部分外骨骼機器人僅能達到被動的助行目的,少部分可以通過提高活動程度,促進腦神經(jīng)的康復(fù),從而達到康復(fù)效果。
在訪談中,不少業(yè)內(nèi)人士提到,如何將外骨骼機器人做到家用化,是實現(xiàn)外骨骼做到更好的人機交互效果的途徑之一,如果想將人工智能的技術(shù)應(yīng)用于外骨骼機器人上,勢必需要大量的用戶數(shù)據(jù),而家用化、輕量化、小型化是未來的發(fā)展方向之一。
就康復(fù)的路徑來看,從急性期的醫(yī)療機構(gòu)轉(zhuǎn)到長期隨訪期的社區(qū)康復(fù)或家庭護理市場是必然的路徑,因此,外骨骼機器人如果能實現(xiàn)家用,市場規(guī)模將從現(xiàn)在的幾十億翻番,但就家庭場景而言,機器人與康復(fù)師、康復(fù)方案的配合至關(guān)重要,然而無論是就舒適度、便攜性或安全性的考量而言,家用的場景也將大大提高現(xiàn)在的技術(shù)門檻。
創(chuàng)瑞基金管理合伙人唐浩夫認(rèn)為,目前的外骨骼機器人不僅僅是是成本與售價的問題,其市場化還有一段路程。原因在于原來的外骨骼是重+硬結(jié)構(gòu),活動維度有限,無法適應(yīng)不同類型的病人,且動力性能差。
他也曾經(jīng)考察過外骨骼機器人的“明星”項目ReWalk和Ekso。他告訴記者,在目前的技術(shù)條件下,硬式外骨骼適合于健康人增強體力型應(yīng)用場景,或軍用、工業(yè)場景;在醫(yī)療領(lǐng)域,軟體外骨骼或許更適應(yīng)于生病、殘疾、康復(fù)人群。
目前浙江大學(xué)實驗室已經(jīng)研發(fā)出有“電子肌肉”的軟體機器魚,可在水中游動,相對于電機驅(qū)動、關(guān)節(jié)式運作的硬體外骨骼機器人,軟體機器人是人工肌肉包裹,電刺激人工肌肉收縮,這或許是未來的技術(shù)方向。
顧捷說:“現(xiàn)在的外骨骼機器人相當(dāng)于50、60年代的計算機,外型比較粗糙,威力還沒有真正體現(xiàn)出來!皬倪@種形態(tài)來說屬于穿戴式機器人,應(yīng)用前景比較廣,可以幫助人完成一些原來人完成不了的功能!
前景雖好,但是現(xiàn)在的技術(shù)仍存在許多需要改進的方向,如能源問題,如何提高續(xù)航能力;舒適性問題,如何使機身更加輕巧;人機交互問題,機器人更需要知道人的意圖;以及更強勁的數(shù)據(jù)采集能力和驅(qū)動能力。
由此來看,系統(tǒng)整合、人機交互、結(jié)構(gòu)設(shè)計、感知識別及認(rèn)知學(xué)習(xí)能力將成為未來外骨骼機器人甚至醫(yī)療機器人發(fā)展的五大重點。
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