大艾機器人：讓患者站起來，重獲行走的信心

文/本刊記者 李雪敏

李濤借助外骨骼機器人參加馬拉松比賽

6月13日，雙創周北京會場出現的一款機器人引來眾多觀眾駐足，走近一看，只見一款穿戴于身體外部的裝備，正在以機器人特有的機械式步伐，不緊不慢的帶著一位男士在會場來回穿行，步履穩健。經了解，這位男士是一位下肢癱瘓的殘疾人，是這款裝備讓他重新站立起來，并支撐他恢復行走。原來，這款裝備叫做外骨骼康復訓練機器人，是專門針對下肢運動功能障礙患者進行康復訓練和恢復行走的機器人，這對于中風、偏癱、截癱等患者來說，無疑是一種巨大的福音。

外骨骼康復訓練機器人是北京大艾機器人科技有限公司（以下簡稱“大艾機器人”）自主研發的創新產品，大艾機器人是一家專注于康復、助殘、養老機器人軟/硬件產品設計、研發、生產、銷售和服務的北京市高新科技企業。

“多年前的一個偶然的機會，我和我的團隊接觸到一位脊椎損傷患者，她從骨科手術后轉到康復科，用了一周時間才學會從病床上坐起，用了一個月時間借助輪椅和輔具才實現體位轉移和活動，她艱難的康復歷程讓人心酸。當時，我問她最希望做什么？她告訴我，希望能夠站起來，不想坐著看世界……這句話深深地震撼了我。大艾機器人的研發就源于這個內心的觸動，讓‘重癥肢體殘疾人從輪椅上走起來’，這個夢想激勵著我們在運動康復領域開拓外骨骼的產品研發。”北京大艾機器人科技有限公司董事長帥梅說。

帥梅的想法得到了同事們和臨床醫生的認可支持，在充分的市場調研基礎上籌備組建了大艾機器人技術團隊，將智能醫療機器人作為共同開拓的事業。當時國內的醫療機器人技術并不發達，但帥梅憑借多年在數控領域以及對機器人仿生步態研究的知識積累，于2012年，團隊與積水潭醫院共同實驗研發出第一代外骨骼機器人。

在生產出第一代機器人后，為了根據不同病理實現相應的康復功能，帥梅采取邊研發邊試驗的方式，在經歷了不下五個版本的更新后，2015年年末，團隊研發出一款雙下肢式外骨骼康復機器人并推向市場運作，經過大量臨床實驗，這款產品獲得不錯的反饋，一下子開啟了創新的康復技術、臨床應用和研究方向。恰逢2016年機器人大熱，站在這個風口，為了實現科研成果轉化以及規模化運作，同年4月，帥梅與幾位志同道合的好友共同創立了大艾機器人科技有限公司。

艾動AiLegs下肢外骨骼康復訓練機器人

艾康Aiwalker下肢外骨骼康復訓練機器人

大家都知道，許多失去生活自理能力的下肢功能障礙人群，長時間的臥床或者坐立會導致身體其他機能退化，而且還會伴有不同程度抑郁、敏感、自卑、溝通障礙等心理問題，如何短時間內改善身體機能、增強生活自信、重建美好的生活期許及信心？我們不妨來看看大艾機器人是怎么做的。

據了解，該公司生產的外骨骼康復訓練機器人主要分為“艾康AiWalker”和“艾動AiLegs”兩個系列，前者主要針對早期、中期康復訓練，后者主要針對中期、后期康復訓練。兩者均適用下肢運動功能障礙或失能人群的站立行走恢復訓練。

邵海鵬穿戴外骨骼康復AiLegs設備打籃球

穿戴流程圖

“艾康AiWalker”設備使用中支撐脊柱、穩定骨盆，給患者提供全方位保護。步行中重心隨行走的起伏而變化，增加行走的自然性和穩定性，設備可減重懸吊使用。機器人以自然真實步態行走，在步態周期腳跟著地、支撐前期、支撐中期、支撐后期、蹬離期提供符合人體力線的地面反作用力刺激，在腳尖離地、擺動期提供自然擺動力。

此外，機器人體積占用空間小，可用于多場景康復訓練，可實現站立，原地步行，室內室外平地步行、步態訓練、功能評估等訓練種類，還可以根據用戶的身高、精準調節范圍，并以主被動結合的方式進行訓練，實現復雜全方位的訓練，且康復師及患者均可通過設備終端控制運動頻率和步長、實現下肢關節在矢狀面內髖關節屈伸角度、膝關節屈伸角度、踝關節被動跖屈背伸運動參數調節。

帥梅說：“這款機器人操作簡易，穿戴迅速，可以幫助早期康復患者更容易進入康復訓練，有效刺激患者的功能恢復，充分調動全身的關節肌肉運動、平衡和協調運動能力、提升了康復運動效率、減輕康復師的工作強度。”

“艾動AiLegs”機器人仿真實行走方式，可人工控制設備自主行走訓練。患者與機器人具有更充分的互動協調配合，能夠充分的調動全身的運動，平衡和協調運動能力，提升康復運動效率。機器人可以精細化控制，提供適應不同病程不同病種的步態訓練，根據不同身高患者的精準快速適配，適合不同患者的個性化運動需求。此外，機器人小巧輕便，便于隨車攜帶挪移，適合患者個人居家使用。

帥梅說，我國每年新發下肢運動功能障礙的患者多達數百萬例，由于醫療資源和現有康復治療技術上的限制，很多患者無法完全治愈，給患者的生活、學習、工作等帶來了嚴重的困擾。為了照顧這些患者，家庭和社會付出了巨大的代價。“艾康AiWalker” 與“艾動AiLegs”兩款機器人在康復訓練上可以相互協調配合，改善十大身體機能，最終改善患者生活自理能力。

大艾機器人對于患者來說，是其康復訓練和重新行走的得力助手，而大艾機器人的背后，則歸功于大艾機器人兩大系統的支持：一是步態檢測分析系統；二是動態足底壓力檢測分析系統，這兩大智能軟件是大艾機器人的秘密武器。

步態檢測分析系統是在患者康復訓練過程中，實現對患者步態、康復狀況的實時步態評估，準確量化患者步態參數，實時存儲患者步態數據，并將患者康復過程中各項數據進行實時顯示。相比于其他的光學運動捕捉系統，此系統無需進行發光標記點貼片，檢測過程耗時較短，正常檢測行走一次便可完成檢測。

動態足底壓力檢測分析系統采用無線傳輸數據，針對足底壓力特征區域布局壓力傳感器，精準顯示各區域壓力情況，實時動態顯示足底壓力，并可隨時以指定速度回放壓力變化過程。高靈敏位姿傳感器實時檢測，隨足底壓力同步顯示位姿信息，對足部實時翻轉角度數值化呈現，供醫生、康復師等直觀參考，且用戶檔案直接進行云存儲，以便隨時查看以往足底壓力情況。

“科技改善生活，大艾從心行走”。正是秉承著這一信念，大艾機器人正一步步的領航智能醫療，也為公司帶來了眾多榮譽。

2016年10月，大艾機器人獲得“2016年度中國‘雙創’25強”的殊榮，獲得李克強總理的高度贊揚和產業支持。

2017年2月，大艾機器人成為高新技術企業。

2017年5月，大艾機器人成為由中國政府和英國皇室聯合舉辦的“龍門創將”全球創新創業大賽中國賽區的冠軍、全球賽區亞軍。

2017年6月，大艾機器人大艾外骨骼項目被教育部科技發展中心授予“首屆中國高校科技成果交易會特別金獎”的殊榮。

榮譽背后，是研發人近十年孜孜不倦的研究 ，這些研究也漸漸沉淀為幸福的果實。

在大艾機器人康復訓練的患者中，38歲的李先生因為車禍致使T8—T12脊椎損傷。他在江蘇省人民醫院康復期間，經過醫生推薦使用大艾外骨骼機器人康復訓練，在沒有使用訓練前，下肢肌張力較高，經過一段時間康復訓練后，感覺肌痙攣程度降低很多，下肢被動活動能力提升了。他一直希望參加馬拉松比賽，受傷致殘后夢想一直難以實現，經過使用大艾外骨骼機器人訓練后，他報名參加了2017年南京馬拉松接力比賽，完成了自己的心愿，成為國內使用外骨骼機器人參加馬拉松第一人。

14年坐在輪椅上的截癱患者付師傅經過大艾外骨骼機器人康復訓練終于站起來了，他自己通過手中的拐杖調節機器人的前行或停止。“真的沒想到，我還能站起來走路”付師傅說，心情格外舒暢，感覺身體一些部位恢復了機能有了力量。他盼望著有一天能到更遠、更廣闊的地方行走。

年僅24歲的海鵬因為意外，不慎從6樓失足跌落，造成胸腰段脊椎不完全損傷。海鵬受傷半年后一直四處求醫，希望尋求更好的脊椎損傷康復訓練方法，后在營口某醫院經過醫生推薦使用大艾外骨骼機器人進行康復訓練。一個月訓練后，海鵬左側膝關節由原來肌力3級提升到肌力4級，左側膝關節恢復主動伸膝功能，右側感知平面從脛骨平臺下降至小腿中下段。海鵬經過自己康復，看到了恢復的希望，他希望能夠繼續鍛煉爭取恢復下肢運動能力，早日外出工作、照顧家庭。

當然，還有很多的患者正在通過外骨骼康復訓練機器人的幫助重新“站起來”。對于這些患者來說，外骨骼機器人的出現是一道光明。通過這種直立行走康復訓練新方式，脫離病床，重獲行走能力，感受腳下土地的溫度。

帥梅說：“這幾年，中國的智能化加速發展，為我們科研人員提供了更為廣闊的空間。我希望通過持續的研發，讓這個產品適應更多的人群和病癥，用科技的力量讓行動困難的人群享受更美好的幸福生活。”

流程示意圖