近日，兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)科研院所重慶生物智能制造研究院開發(fā)的下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人已完成最后測試，年底有望實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)并推向市場。北京工業(yè)大學(xué)重慶研究院引進(jìn)了本校科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)的膝關(guān)節(jié)外骨骼穿戴機(jī)器人，項(xiàng)目落地孵化工作正在緊張推進(jìn)。

什么是外骨骼機(jī)器人，市場前景如何？

外骨骼機(jī)器人是指穿戴在使用者身體外部的一種智能機(jī)械結(jié)構(gòu)，可將人體感覺、思維、運(yùn)動(dòng)等器官與機(jī)器的感知系統(tǒng)、智能處理中心、控制執(zhí)行系統(tǒng)相結(jié)合，從而達(dá)到改善人體物理機(jī)能及提高身體素質(zhì)等目的，其本質(zhì)是一類可實(shí)現(xiàn)人機(jī)結(jié)合的可穿戴式機(jī)器人。

它將人工智能與外部機(jī)械動(dòng)力裝置相結(jié)合，通過提供力量輔助增強(qiáng)人類行走運(yùn)動(dòng)及重物負(fù)荷等能力，既可為力量不足的使用者提供醫(yī)療康復(fù)和運(yùn)動(dòng)支撐等功能，亦可幫助使用者完成負(fù)重搬運(yùn)等任務(wù)。

目前，中國針對殘疾人以及中風(fēng)、偏癱患者等肢體運(yùn)動(dòng)障礙患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的理療師數(shù)量嚴(yán)重不足，市場缺口巨大，而巨大的缺口可以通過外骨骼機(jī)器人得到滿足。

目前，兩款外骨骼機(jī)器人在明月湖加速產(chǎn)業(yè)化落地。

重慶生物智能制造研究院開發(fā)的下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人，主要用于神經(jīng)損傷治療與功能障礙者日常生活輔助，它以人體基礎(chǔ)肌動(dòng)學(xué)、人體工學(xué)為基礎(chǔ)，檢測、識(shí)別適當(dāng)肌肉處的電信號(hào)并經(jīng)算法分析和處理，辨別患者動(dòng)作意圖，為其智能化動(dòng)作提供信號(hào)基礎(chǔ)，完成智能化控制。

下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人。兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)供圖

目前，該院已形成具有特色和系列自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基于肌電信號(hào)意圖識(shí)別的下肢外骨骼康復(fù)機(jī)器人系列產(chǎn)品，可為個(gè)體化生物特征的智能化物理因子治療方向提供理論與實(shí)踐支撐。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人左陶強(qiáng)表示，研究院將繼續(xù)加強(qiáng)包括人員和經(jīng)費(fèi)在內(nèi)的科研投入，持續(xù)做好生物醫(yī)用材料、醫(yī)療智能裝備等方向的技術(shù)攻關(guān)。

北京工業(yè)大學(xué)重慶研究院引進(jìn)的膝關(guān)節(jié)外骨骼穿戴機(jī)器人，又稱“輕量化、高柔順性的膝關(guān)節(jié)外骨骼系統(tǒng)”，能夠協(xié)同人體肌肉骨骼系統(tǒng)工作，有效提升穿戴者的運(yùn)動(dòng)能力，并顯著降低運(yùn)動(dòng)中的疼痛和關(guān)節(jié)損傷風(fēng)險(xiǎn)。主要面向智能養(yǎng)老領(lǐng)域，專注于中老年人社區(qū)養(yǎng)老生活質(zhì)量的提升。它不僅適用于日常行走、上下樓梯、蹲起、起坐等基本活動(dòng)，還能有效輔助戶外負(fù)重徒步等復(fù)雜場景，為老年人提供全方位的運(yùn)動(dòng)支持。

此外，隨著研究深入，該機(jī)器人還將拓展至消防、醫(yī)療康復(fù)等多個(gè)領(lǐng)域，展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。

據(jù)了解，膝關(guān)節(jié)外骨骼穿戴機(jī)器人具有輕量化、高柔順性、智能控制等顯著的特點(diǎn)優(yōu)勢，如采用鉸鏈機(jī)械結(jié)構(gòu)、可形變3D打印可穿戴支撐件和柔性綁帶相結(jié)合，總質(zhì)量僅為3.5kg，大幅降低了穿戴者的負(fù)擔(dān)。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，膝關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)器人已完成功能性驗(yàn)證，結(jié)果表明，穿戴者在步行、深蹲、爬樓梯等運(yùn)動(dòng)中，下肢伸肌群出力顯著降低，體能消耗和心率也得到有效控制。特別是在戶外負(fù)重徒步測試中，穿戴者的體能消耗降低了9.8%，心率降低了13.8%，相當(dāng)于為80公斤體重的測試者減掉了約7.2公斤的體重負(fù)載。

“目前團(tuán)隊(duì)可對外提供小批量膝關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)器人以及膝關(guān)節(jié)外骨骼系統(tǒng)的‘定制化方案’。”負(fù)責(zé)人說。（重慶兩江協(xié)同創(chuàng)新區(qū)供稿）

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