今年6月,全球首款“肌肉外甲”可穿戴機(jī)器人在無錫工廠正式量產(chǎn)。該產(chǎn)品由哈佛大學(xué)歸國的科學(xué)家丁也博士領(lǐng)銜研發(fā)。它通過搭載30余個(gè)高精度傳感器實(shí)時(shí)捕捉人體60路運(yùn)動(dòng)和環(huán)境信號,以先進(jìn)機(jī)器學(xué)習(xí)算法提前預(yù)測穿戴者動(dòng)作意圖,為腦卒中患者等行動(dòng)障礙群體提供精準(zhǔn)助力。據(jù)權(quán)威臨床研究證實(shí),患者穿戴訓(xùn)練后6分鐘步行距離和10米步行速度較傳統(tǒng)康復(fù)手段顯著提升47%和60%。這標(biāo)志著我國在高端康復(fù)醫(yī)療器械領(lǐng)域取得重大突破。
早在2012年,丁也前瞻性提出“輔助肌肉而非單純骨骼支撐”的創(chuàng)新理念,開創(chuàng)了柔性可穿戴機(jī)器人的技術(shù)路線,徹底顛覆傳統(tǒng)外骨骼依賴剛性框架的設(shè)計(jì)范式。2018年,他又提出“人機(jī)在環(huán)”的控制理念,將人體反饋引入機(jī)器人控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的控制系統(tǒng),該技術(shù)于2018年入選《科學(xué)》雜志評選的“全球十大機(jī)器人技術(shù)”。這種新型可穿戴機(jī)器人技術(shù)本質(zhì)在于將技術(shù)目標(biāo)從機(jī)械承重轉(zhuǎn)向智能協(xié)同。肌肉外甲周身分布數(shù)十個(gè)傳感器實(shí)時(shí)采集身體角度、速度、高度、朝向和人機(jī)交互力等多維數(shù)據(jù),通過智能算法在肌肉發(fā)力關(guān)鍵窗口期主動(dòng)提供協(xié)同助力,實(shí)現(xiàn)如同“懂你的人工肌肉”般的精準(zhǔn)響應(yīng)。這不僅在全球范圍內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)穿戴設(shè)備凈能耗降低40%的能效突破,更關(guān)鍵的是,它為中風(fēng)、脊髓損傷等神經(jīng)肌肉功能障礙患者提供了革命性康復(fù)方案:設(shè)備可智能識別并實(shí)時(shí)“補(bǔ)足”患者缺失的肌肉功能,助力其按照自然意圖和步態(tài)行走,通過在正確動(dòng)作模式下進(jìn)行高頻次主動(dòng)訓(xùn)練,有效促進(jìn)神經(jīng)通路重塑(神經(jīng)重塑),顯著改善步態(tài)對稱性、行走速度及穩(wěn)定性,加速功能康復(fù)進(jìn)程。其輕量化(約2公斤)與柔性化的設(shè)計(jì),大幅降低制造成本與使用門檻,推動(dòng)應(yīng)用場景由醫(yī)療機(jī)構(gòu)向社區(qū)及家庭延伸,徹底解決了傳統(tǒng)剛性設(shè)備笨重、不靈活、人機(jī)兼容性差的根本性難題。
“選擇無錫,正是看中其作為中國制造業(yè)高地的完善產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ),”丁也說。2023年,他在無錫梁溪區(qū)政府戰(zhàn)略投資支持下,整合資源建設(shè)2000平方米智能化生產(chǎn)基地。此舉實(shí)現(xiàn)了三大關(guān)鍵躍升:終結(jié)核心部件代工依賴——成功自研自產(chǎn)電機(jī)、電驅(qū)器等核心部件實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化自主生產(chǎn);產(chǎn)能與產(chǎn)品迭代提速——全球最輕量級動(dòng)力膝關(guān)節(jié)設(shè)備(僅重670克)將于第三季度規(guī)模化量產(chǎn),首批3000臺產(chǎn)品在滿足全球同步供應(yīng)的同時(shí),終端售價(jià)首次突破萬元門檻;企業(yè)與上海華山醫(yī)院、北京宣武醫(yī)院共建產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)化示范,聚焦膝關(guān)節(jié)、脊柱治療等相關(guān)的傳感器和可穿戴機(jī)器人的二類器械研發(fā),將臨床問題到解決方案產(chǎn)品落地的時(shí)間縮短至兩年,項(xiàng)目轉(zhuǎn)化周期2-3倍縮短,為應(yīng)對老齡化社會(huì)挑戰(zhàn)提供創(chuàng)新解決方案。
江蘇腦卒中患者陳先生的康復(fù)案例生動(dòng)詮釋了技術(shù)變革的力量。他曾經(jīng)依靠家屬攙扶、僅能勉強(qiáng)行走15分鐘。借助肌肉外甲進(jìn)行主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練半年后,他已實(shí)現(xiàn)日均獨(dú)立行走1.8萬步,并恢復(fù)了買菜、做飯等日?;顒?dòng)能力。這一奇跡背后,是人機(jī)深度融合的技術(shù)支撐:30加傳感器以毫秒級精度捕捉肌體運(yùn)動(dòng),高速機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測運(yùn)動(dòng)意圖,領(lǐng)先于動(dòng)作發(fā)生20毫秒進(jìn)行預(yù)判;自適應(yīng)學(xué)習(xí)引擎持續(xù)優(yōu)化輔助策略,訓(xùn)練效率提升200%。
據(jù)有關(guān)資料顯示,到2028年全球可穿戴機(jī)器人市場預(yù)計(jì)達(dá)到58億美元,中國企業(yè)正以年均50%增速搶占技術(shù)制高點(diǎn)。
丁也表示,接下來,遠(yuǎn)也科技有限公司將主導(dǎo)制定肌肉外甲ISO國際標(biāo)準(zhǔn),爭奪中國技術(shù)的國際話語權(quán),改寫全球可穿戴機(jī)器人游戲規(guī)則。計(jì)劃到2026年,公司將推出穿戴機(jī)器人大數(shù)據(jù)平臺,通過AI迭代使設(shè)備自適應(yīng)不同病理階段。隨著無錫基地產(chǎn)能釋放,中國原創(chuàng)“肌肉外甲”技術(shù)將服務(wù)全球數(shù)億消費(fèi)者,書寫中國高端裝備出海新篇章。 ?。◤埱啵?/p>
轉(zhuǎn)自:中國工業(yè)報(bào)
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