最近，一則視頻在微博上引發(fā)熱議。一位癱瘓多年的父親借助外骨骼機(jī)甲重新站了起來(lái)，并且久違地親自接到了放學(xué)的女兒。

當(dāng)時(shí)就有讀者提到：“這種技術(shù)要是能運(yùn)用到醫(yī)療方向就更好了?！?/p>

這款外骨骼機(jī)器人的原理是使用外骨骼支架來(lái)支持行走困難的人進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，在康復(fù)訓(xùn)練當(dāng)中，會(huì)使原本萎縮無(wú)力的肌肉和神經(jīng)得到激活，能使行走困難的人的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)和行走肌肉得到有效地鍛煉。

其實(shí)，輔助復(fù)健只是機(jī)械外骨骼進(jìn)行的一個(gè)步驟，這類產(chǎn)品的最終的目的是需要從行走不便變成行走自由，看似從0-1，只用邁一步，實(shí)際上這個(gè)步子邁得相當(dāng)艱難。這也是很多下肢殘障的病人恢復(fù)正常生活中最大的障礙，消耗了自己和家人大量心力，稍微照顧不周，還很容易導(dǎo)致二次傷害。

不過(guò)，通過(guò)外骨骼有效的外部支撐，減少行走不便中存在的重心不穩(wěn)，尤其是脊椎、骨盆這種非常關(guān)鍵的部位，避免康復(fù)中的傷害。

相關(guān)技術(shù)如果能實(shí)現(xiàn)大量的量產(chǎn)應(yīng)用的話，絕對(duì)是能給許多行走不便的患者帶來(lái)重獲新生的機(jī)會(huì)。

全球競(jìng)相落地，機(jī)械外骨骼輔助下肢殘疾人士重新行走

機(jī)械外骨骼的出現(xiàn)無(wú)疑給了下肢殘障人士重新站起來(lái)的希望。全球范圍內(nèi)，相關(guān)產(chǎn)品也已經(jīng)有不少商業(yè)化落地。比如Ekso Bionics公司生產(chǎn)的Ekso GT，可以幫助患者重新站立行走，成為了美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)用于中風(fēng)患者的第一個(gè)外骨骼。

德國(guó)人工智能研究中心已經(jīng)開發(fā)出兩種遙控的通用動(dòng)力外骨骼設(shè)備，CAPIO和VI-Bot，其外骨骼技術(shù)也正在開發(fā)中，以提高手術(shù)期間的精確度，并幫助護(hù)士移動(dòng)和運(yùn)送重病人。

此外，被動(dòng)式外骨骼技術(shù)正越來(lái)越多地應(yīng)用于汽車工業(yè)，其目標(biāo)是減少工人受傷(特別是在肩膀和脊椎)和減少由于疲勞造成的誤差。

這樣的“黑科技”當(dāng)然也不能少了日本的參與。去年12月，日本企業(yè)INNOPHYS正式發(fā)售可穿戴肌肉輔助外骨骼設(shè)備“Muscle Suit”，根據(jù)人造肌肉原理，能夠?yàn)樯眢w減輕25.5公斤的負(fù)重，舉起50斤重量的物體不是問(wèn)題，而且使用方法也十分簡(jiǎn)便，只需為設(shè)備打氣30次后穿上即可。

除了接女兒放學(xué)的父親，大艾機(jī)器人之前也有過(guò)其他成功的案例。一位東北小伙海子由于從高空墜落導(dǎo)致下肢癱瘓，醫(yī)生告訴他，可能終生需要與輪椅為伴。后來(lái)開始使用外骨骼機(jī)器人，從剛開始的不適，到自己獨(dú)自借助外骨骼機(jī)器人走到天安門。在長(zhǎng)期不停止的康復(fù)訓(xùn)練下，下肢肌肉與神經(jīng)逐漸恢復(fù)，已經(jīng)可以不用借助外力，便可以像正常人一樣自己站起來(lái)。目前，海子已經(jīng)可以解除外骨骼機(jī)器人，使用助力杖獨(dú)立行走。從終生輪椅到獨(dú)立行走這一步，足足用了3153萬(wàn)秒。

來(lái)源@艾上行走

清華步態(tài)優(yōu)化算法獲ICRA最佳論文：專注讓無(wú)拐杖外骨骼行走更穩(wěn) 這些可落地的商業(yè)產(chǎn)品離不開相關(guān)科研成果的進(jìn)展，最近，康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的科研結(jié)果又有更新！

本月初，全球機(jī)器人自動(dòng)化的頂級(jí)研討會(huì)議ICRA評(píng)出最佳會(huì)議論文：基于偏好的學(xué)習(xí)外骨骼步態(tài)優(yōu)化算法。

該項(xiàng)研究是由清華大學(xué)與加州理工共同提出的，由于當(dāng)下的研究基本都是介于使用拐杖和速度在0.05m/s左右的慢速靜態(tài)行走之間，而該論文團(tuán)隊(duì)是想證明在無(wú)拐杖外骨骼行走時(shí)，能否產(chǎn)生動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的步態(tài)。

此外，基于偏好的交互式學(xué)習(xí)中的工作，這一項(xiàng)目還提出了CoSpar算法。CoSpar提示用戶在兩次試驗(yàn)之間給出步行偏好并提出改進(jìn)建議；由于外骨骼行走是一種非直覺的行為，因此與數(shù)字反饋相比，用戶可以更輕松，更可靠地培養(yǎng)、感知行走習(xí)慣。

作者在文中開頭就強(qiáng)調(diào)了，這個(gè)研究是為了給行走不便的用戶打造的，如果只算美國(guó)市場(chǎng)，至少是有600萬(wàn)人迫切急需的。

除了做算法研究以外，還要考慮到來(lái)自地面的沖擊，所以需要參考混合零動(dòng)力學(xué)。 而且外骨骼的期望前髖速度是恒定的，在實(shí)際行走速度中是會(huì)涉及到跳躍的。

研究中所采用的外骨骼支撐Atalante，戴口罩是為了模擬正常人體的代謝支出，并進(jìn)行測(cè)量研究。（工作做得很細(xì)致）

不同顏色的線代表著，從左到右分別是左腳踝，左矢狀踝關(guān)節(jié)，左矢狀膝關(guān)節(jié)，左矢狀髖關(guān)節(jié)，左橫髖關(guān)節(jié)，左前關(guān)節(jié)，根據(jù)步行10秒以上的左腿關(guān)節(jié)圖，左矢髖部位范圍比較大，步態(tài)表明該用戶喜歡更長(zhǎng)的步態(tài)。

將用戶舒適性作為首要目標(biāo)，通過(guò)對(duì)用戶的行走軌跡特征進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，構(gòu)建了一套步態(tài)優(yōu)化框架-Cosper，而且該優(yōu)化框架建立在交互學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上。

通過(guò)對(duì)用戶的步態(tài)數(shù)據(jù)收集，可以得出用戶的步態(tài)偏好，還能確定用戶的行走軌跡。

并在模擬測(cè)試中，結(jié)合外骨骼支架，使用Copsar算法可以模擬出用戶偏好。

知乎上經(jīng)常有人會(huì)問(wèn)，科研的初心是什么，

文摘菌想，如果能夠通過(guò)科技來(lái)改變命運(yùn)，這也就不枉費(fèi)科研人員的一番苦心。

將大家日常生活中遇到的不便，使用科技手段來(lái)解決，尤其是像通過(guò)外骨骼支架順利行走的癱瘓人群，重新燃起了生的希望，也就重新?lián)碛辛耸澜纭?/p>

眾所周知，中國(guó)社會(huì)老齡化趨勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)重，很多老年人生活都無(wú)法自理，而這個(gè)設(shè)備能夠緩解老年人在日常生活中的種種不便。

這或許也正是在知乎關(guān)于機(jī)械外骨骼送外賣的提問(wèn)中，這個(gè)讓人心酸又暖心的答案獲得了近5000贊的原因。

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