穿上“機械腿” 行走不是夢

◎本報記者 吳葉凡

在北京市豐台區一家康復訓練中心，35歲東北小夥邵海朋正滿頭大汗地進行康復訓練。他的腰腹、腿和腳等部位穿着黑色“機甲”。這套裝備有着一個十分形象的名字——“外骨骼機器人”，它猶如人體外置骨骼，引領佩戴者一步一步邁向前方。

從下肢截癱依靠輪椅出行，到如今可以拄拐行走幾百米，邵海朋在外骨骼機器人的幫助下，一步步走出高空墜落的陰霾。

2018年，他穿戴外骨骼機器人分階段走完了全程馬拉松；2022年，他穿戴外骨骼機器人擔任北京冬殘奧會火炬手。今年，他的“野心”更大了。“我想把枴杖丟掉，真正實現獨立行走。”他信心滿滿地對科技日報記者説。

外骨骼機器人何以如此神奇？

北京大艾機器人科技有限公司（以下簡稱“大艾機器人”）產品經理蔡小輝告訴記者，外骨骼機器人依據的是神經中樞重塑原理，通過可穿戴設備讓偏癱、截癱、腦癱等患者形成科學的站立、行走姿勢，促進筋膜拉伸、肌肉力量增長，並在持續訓練中刺激中樞神經恢復。通過促進站立行走，外骨骼機器人進而幫助腦損傷和脊髓損傷患者改善心肺功能、提升胃腸消化能力、防止泌尿系統感染。

外骨骼機器人的原理看似簡單，但應用起來卻是“內有乾坤”。作為醫工結合、人機結合的典型代表，外骨骼機器人需要攻克兩大技術難點，一是人機貼合度，二是算法精準度。

記者觀察到，在邵海朋的髖關節和膝關節等多處，外骨骼機器人都設有相應綁帶。在算法的精準控制下，這些綁帶能夠貼合人體曲線，調節運動方式。“比如，對於膝關節長期彎曲的老人，我們不能強行將他的腿伸直，而外骨骼機器人能夠自適應他的關節狀態，貼合患者身體。”蔡小輝補充説，算法還能根據患者不同的康復階段和訓練需求，自主調節機器人的步幅、步態、步速等，實現機器人輔助與人體行為的有機結合。

“相比於其他簡單的康復器械或人工康復手段，外骨骼機器人不僅能夠幫助我們進行精準、科學的康復訓練，提高恢復速度和效果，還可以買回家進行訓練，更加方便。”邵海朋説。

記者瞭解到，我國外骨骼機器人發展雖然起步晚，但“跑得快”，尤其是在應用場景和治療效果上，都具有國際領先優勢。如今，隨着技術的不斷發展，新一代外骨骼機器人融入了人工智能（AI）技術，可以通過感應器，自主識別患者運動意圖；同時，還能根據地面特徵和周邊地形環境變化，提供匹配運動助力，幫助患者形成正確行走姿態。

在我國，外骨骼機器人具有廣闊的應用前景。《中國脊髓損傷者生活質量及疾病負擔調研報告2023版》顯示，我國現有脊髓損傷患者374萬人，每年新增脊髓損傷患者約9萬人。目前，外骨骼機器人已進入全國各地上百家醫院，患者可以在醫院體驗這一前沿科技成果。一些地區已經把外骨骼機器人納入醫保。

“未來，我們要進一步促進外骨骼機器人產品向輕量化、低價化、AI化發展，實現家庭版外骨骼機器人像家電一樣普及。”大艾機器人創始人、北京航空航天大學教授帥梅説。