邁步機器人:用AI和物聯網賦能外骨骼康復機器人,助力康復場景下沉
你可以想象,你拿著一雙很長、很重的筷子夾花生,花生不僅夾不起來,而且還會花費很大的力氣。傳統的剛性驅動器就是這樣的一雙筷子。而柔性驅動器就比如靈活的手指,可直接拿起花生。深圳市邁步機器人科技有限公司(以下簡稱“邁步機器人”)創始人兼CEO陳功以此舉例解釋了其康復機器人的核心技術——柔性驅動器。
邁步機器人的核心產品BEAR-H1 外骨骼康復機器人採用了柔性驅動器作為輸出,擁有帶動力的 6 關節(雙側髖、膝、踝),和髖部旋轉輔助關節,可實現自然步態。
據瞭解,該公司自2016年9月由海歸博士團隊和資深機器人行業從業者創立,經過兩年半的發展,研發團隊由最初的三人(聯合創始人陳功、胡峰和葉晶),擴張到現在的50餘人,申請和授權專利已達73項,並且連續兩年獲得清科最具投資價值企業50強,國家高新技術企業。2018年,創始人陳功還獲得了福布斯U30創業精英的稱號。
邁步機器人是怎樣快速發展的?其核心的競爭力是什麼?在我國康復產業發展的初期階段,該企業是如何助力康復場景下沉的?帶著這些疑問,動脈網(微信:vcbeat)專訪了邁步機器人創始人陳功,聽聽他的答案。
預測人體意圖的外骨骼康復機器人
據動脈網文章《數十億康復市場待啟用,數十萬人才缺口期待“鋼鐵俠”,外骨骼機器人何時能落地?》顯示,外骨骼這一形態的機器人主要針對腦卒中、外傷或術後神經損傷所致肢體功能障礙患者,幫助截癱或偏癱的病人恢復上肢機能或下肢行動能力。
“幫助”不等於“代替”。傳統的康復機器人往往代替人運動,這是康復機器人領域的為人詬病之處。陳功告訴動脈網,“代替”還是“幫助”是由“力控”決定的。康復訓練是要求患者自己用力,患者自主驅動其肌肉,就像理療師幫助患者訓練一樣。
陳功告訴動脈網,傳統的工業機械臂(剛性驅動器),追求的是極高的位置精度,而其力控的效能就比較差。而邁步機器人的外骨骼康復機器人為了保證力控,每個關節(下肢機器人共六個關節,包括雙側的髖、膝、踝關節)處都採用了一個柔性驅動器,可在每個關節輸出不同的力,幫助患者主動訓練。
“如果不施加助力,患者走的就非常不好。如果施加一點助力,患者走路狀態就會提升一點。助力等級是可以調節的,我們的機器人是體現這樣一種助力概念。”陳功告訴動脈網,邁步機器人現在有一套演算法:機器人開始給的助力不大,讓患者主動行走,同時採集患者的行走軌跡。然後,將真實姿態和正常模板進行對比,得出患者的異常程度。機器人根據患者異常程度,自主決定給出多大的助力。
邁步的康復機器人除了可以判斷出力度的大小,還能通過其感測器配合運動學模型來預測患者行動意圖,比如患者想走還是想停?走的快還是走的慢?走平地還是走樓梯?等等。
機器人+AI+物聯網,助力康復場景下沉
5G商用號角已經吹響,5G、人工智慧和物聯網,正在時代的路口交匯,註定會攜手同行。邁步機器人借5G春風,將人工智慧和物聯網嵌入自己的智慧康復體系。
人工智慧,首先可以提升機器人的智慧化程度,幫機器人“變得更聰明”。增強機器人在監測人體意圖方面的敏感性,並提供更完善的解決方案。其次,邁步機器人希望利用AI,做一套對人的運動情況和病情的評估體系。由於目前患者的情況都是由醫生根據臨床醫學的一些量表做判斷,邁步機器人希望找到其對映關係,通過機器人量化感測器,進而建立一套評估體系,對病人的身體情況作出評價。
在評估體系方面,邁步機器人會在病人接受治療的過程中採集機器人上的資料,同時採集醫生給患者做臨床方面的評價。然後將兩組資料對比,找到其內在關係,進一步給患者作出綜合評價。
評估體系建立後,邁步機器人的應用場景就可以進一步下沉。首先在一些康復不發達的地區,醫生資源短缺,邁步的康復機器人就可以給出診斷結果,減輕醫生診斷的工作。其次,在評估體系內,機器人會精確記錄患者的訓練進展。呈現的結果可以讓患者和家屬有直觀的感受。最後,目前國內醫生的經驗不一,水平高低不同,導致的評估結果不同。邁步機器人評估系統通過統一的評估,減少評估偏差。
機器人的自主評估,可幫助患者的康復場景逐步從三甲醫院下沉到社群、到家庭。而具體下沉的應用場景,還需要醫生、家屬的監控。因此物聯網在此過程中顯得尤為重要。
患者通過機器人進行康復訓練,機器人可以根據感測器實時瞭解患者的情況並提供所需的康復訓練。通過物聯網系統,醫生、患者和家屬可以實時瞭解到患者的身體情況和訓練情況,實現遠端診療和指導。這樣可以延長患者接受康復訓練的時間,不再受到醫院場地或床位的限制,也增加了醫院創收的渠道。對患者來說,康復訓練更加方便,且訓練時間的加長也會帶來更好的康復效果。
以柔性驅動器為核心延伸業務
據瞭解,邁步機器人現在已有五款產品,除了其核心產品下肢康復外骨骼機器人BEAR-H1外,還有助力外骨骼機器人PB-1、TMS導航機器人、手部康復外骨骼機器人、跑臺機器人moonwalker。
除此之外,邁步機器人以柔性驅動器為核心技術,也在醫療之外的領域做了一些探索。從去年下半年開始,邁步機器人為物流員研發了一款腰部助力產品。據悉,該產品已在市場上銷售。接下來邁步機器也也會在工業、服務業、護理業進行一定的業務探索。
下步規劃方面,邁步機器人首先深耕康復機器人本身,繼續研發機器人,推進在藥監局註冊備案的進度。陳功預測,今年年末其下肢康復外骨骼機器人BEAR-H1可拿到二類醫療器械證書。其次,邁步機器人還會繼續探索智慧康復系統。
據動脈網資料庫顯示,邁步機器人已於2017年4月完成了聯想創投領投的天使輪融資,2018年5月完成了分享投資領投的Pre-A輪融資。據悉,目前,邁步機器人正在進行A輪融資。