傅利葉自主研發有“觸覺”的機器人,價格僅為國外1/3

機器人 約瑟夫·傅里葉 康復治療 經濟 中國經濟週刊 2017-04-14

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《中國經濟週刊》記者 程子彥 | 上海報道

(本文刊發於《中國經濟週刊》2017年第14期)

“週末的夜晚原本是熱鬧的,然而對於現在的我,只是一個同樣不能動的一天。已經躺了24天,失去一切的我就像個廢人。”2012年10月26日,潘靜在她的個人社交平臺上這樣寫道。

潘靜是一位舞者,2012年10月2日的一場車禍讓她脊椎受傷,從此只能在輪椅上度日。對於潘靜來說,重新站起來是她受傷4年多來最大的夢想。

潘靜的夢想或許能變成現實。2017年3月17日,一家誕生於上海張江高科的本土高科技公司——上海傅利葉智能科技有限公司(下稱“傅利葉智能”)在上海推出Fourier X1下肢外骨骼康復機器人,主要針對像潘靜一樣的下半身癱瘓的患者,幫助他們實現坐、站、行走、上下樓梯等基本功能。

那麼,到底什麼是外骨骼康復機器人?外骨骼康復機器人在國內發展到怎樣的階段?通過外骨骼康復機器人,潘靜真的能站起來嗎?

傅利葉自主研發有“觸覺”的機器人,價格僅為國外1/3

左圖 :傅利葉 CEO 顧捷(左)與CTO 徐振華展示產品 Fourier X1

右圖 :殘疾人在生活中使用下肢外骨骼康復機人

價格低於國外2/3以上

外骨骼機器人,又稱動力外骨骼系統,也稱“可穿戴機器人”,是將機電一體化、生物力學、人體傳感網絡、步態分析等多領域科技融合而成的產物。在外骨骼機器人的應用上,目前主要被兩家國外上市公司——以色列的ReWalk Robotics、日本的Cyberdyne佔據。

Wintergreen Research發佈康復中心機器人行業報告(包括康復機器人、主動型假肢、機器人外骨骼等)顯示,到2020年全球外骨骼機器人的市場將大於18億美元。結合虛擬現實和力反饋技術的外骨骼系統,已成為當今科技領域的熱點。

據中國殘聯統計數據顯示,截至第二次全國殘疾人抽樣調查,2010年末中國各類殘疾人數為8500萬人,佔全國總人口約6%,其中肢體殘疾2472萬人,佔比最大。

據傅利葉智能CEO顧捷介紹,康復機器人能通過機器帶動患肢進行重複迭代運動,從而對控制肢體運動的神經系統進行刺激和重建。

今年4月,傅利葉智能將作為唯一的中國企業被邀請參加在美國鳳凰城舉辦的全球可穿戴機器人技術年會,並作主題演講。

之所以在國際上如此受關注,主要是因為傅利葉智能自主研發的Fourier X1,具備為下肢殘疾患者提供有“觸覺”這個突破性技術。

如何讓機器人擁有“觸覺”?傅利葉智能CTO徐振華向《中國經濟週刊》記者介紹,外骨骼機器人的核心技術包括感知和交互技術。外骨骼機器人設備穿戴在人身上,所以不同於工業機器人,它是讓機器人與患者、環境三方之間都實現交互。Fourier X1通過19個不同的傳感器和11個分佈式CPU模塊,能夠“感知”患者在步行中的變化,“思考”患者的意圖並通過電機幫助患者“執行”步行動作,通俗來講就是使得機器人擁有了“觸覺”。同時,機構上還設計了直觀的指示燈,可以看到患者的力量變化。

此外,國外的兩家外骨骼機器人價格高昂,平均一臺機器人的價格在60萬元~100萬元,普通百姓購買壓力極大。而傅利葉智能此次發佈的下肢外骨骼機器人Fourier X1產品,據估算,投入市場後其價格將為國外同類產品的1/3至1/5。

核心技術自主研發

要擁有“觸覺”,就需要運動控制卡來控制電機實現力反饋。在整個研發中,讓徐振華“最痛苦”的,就是關於運動控制卡的決定。

研發之初,徐振華曾考慮使用國外的運動控制卡,用起來方便,也可以加快產品研發進度。但是如果用國外的運動控制卡,不僅價格貴,而且無法掌握核心技術。若做深層次開發,對方不開放底層的代碼,進一步的研發就會被牽制。

徐振華對《中國經濟週刊》記者回憶道:“做這個決定很難,因為一個很現成的東西就放在你的面前,你可以去使用它,但是它有很多不好的地方。如果你拋棄它重新開始做,可能需要更多的時間,而且要冒更多的風險,甚至不知道能不能做出來。當時心理壓力特別大。”

自主研製有可能多花四五個月的時間,而且研發成本還得增加。不過為了核心技術不被國外牽制,團隊還是決定自主開發運動控制平臺。這對於一個創業公司來說,無疑是一個巨大的挑戰。

經過三個月的努力,徐振華帶領研發團隊成功開發出了自己的運動控制平臺,不僅擺脫了國外的牽制,還突破了一些關鍵技術。比如優化和建立外骨骼步態曲線的數據庫,設計全新的模塊化電池管理系統等。

業內專家認為,Fourier X1是中國真正意義上的首款商用化的外骨骼機器人,在國內實現了該領域零的突破。

其實早在2016年12月,傅利葉智能就曾發佈其自主研發的首款上肢協作型康復機器人Fourier M2,首次在國內將協作型機器人引入康復醫療領域。目前,Fourier M2已經在華山醫院、瑞金醫院等地應用,並迅速在全國20多個城市落地。

瑞金醫院康復科主任謝青接受《中國經濟週刊》記者採訪時表示:“隨著機器人制造技術和智能技術的不斷改進與發展,在康復領域的需求和應用會越來越廣泛,智能化的康復治療也許在未來將會更多地代替人力的治療。”

為了能讓每個病情不同的殘疾人都像正常人一樣行走與生活,產品還需要大規模臨床試驗,收集更多患者的試用數據,進行技術迭代。不過,顧捷信心滿滿:“雖然國外起步早於我們很多年,但目前我們的技術和國外是在一個水準上的。”

對於潘靜來說,這更是她的希望,“雖然這款機器人還有很多待完善的地方,但是至少5年內應該有希望讓我重新站起來。”

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