和李建國(guó)從小一起長(zhǎng)大的堂哥在一次礦難事故中癱瘓，后來(lái)因?yàn)殚L(zhǎng)期臥床得了褥瘡和敗血癥。2011年，考入哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的李建國(guó)接觸到了機(jī)器人，想著能否做出一些東西，幫助像他堂哥這樣的下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙群體獨(dú)立自主地生活和出行。他知道，這一群體的人數(shù)并不少。中國(guó)殘疾人聯(lián)合會(huì)2021年公布的數(shù)據(jù)顯示，2010年末，我國(guó)殘疾人總?cè)藬?shù)8502萬(wàn)人，其中肢體殘疾2472萬(wàn)人。
       2016年，大學(xué)畢業(yè)后的李建國(guó)來(lái)到上海，決定和同學(xué)一起創(chuàng)業(yè)，他們聚焦下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙群體，創(chuàng)辦了邦邦機(jī)器人，試圖構(gòu)建康復(fù)機(jī)器人和輔助出行機(jī)器人生態(tài)。現(xiàn)在，邦邦機(jī)器人已經(jīng)形成了康復(fù)機(jī)器人、輔助出行機(jī)器人兩大產(chǎn)品線，同時(shí)依托機(jī)器人智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)平臺(tái)和遠(yuǎn)程康復(fù)服務(wù)平臺(tái)兩大技術(shù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程售后和居家遠(yuǎn)程交互式康復(fù)訓(xùn)練。
     李建國(guó)和同事們研發(fā)的智能訓(xùn)練系列機(jī)器人可幫助患者完成直立訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練和坐站訓(xùn)練。“對(duì)于下半身沒(méi)有知覺(jué)的用戶來(lái)說(shuō)，站立就是一種訓(xùn)練，對(duì)肌肉進(jìn)行牽引和拉伸，保持血液循環(huán)正常。”李建國(guó)介紹說(shuō)，當(dāng)患者喪失站立和行動(dòng)能力，其平衡能力也下降了，智能訓(xùn)練系列機(jī)器人帶有的平衡功能可幫助患者居家訓(xùn)練平衡能力。此外，坐姿與站姿的切換有利于膝關(guān)節(jié)、胯關(guān)節(jié)等下肢坐站訓(xùn)練，有助于預(yù)防肌肉萎縮，緩解關(guān)節(jié)攣縮，減緩骨密度下降速度，改善血液循環(huán)。

康復(fù)機(jī)器人兩大課題：有效性和安全性
盡管有了堂哥的案例，李建國(guó)很早就了解了這類患者的主要困難，但他和團(tuán)隊(duì)仍然跑醫(yī)院、征集志愿者、與病人同吃同住，掌握患者的真實(shí)需求；根據(jù)患者的年齡、病種、癱瘓程度，觀察患者日常訓(xùn)練狀態(tài)，學(xué)習(xí)并發(fā)癥應(yīng)對(duì)，摸索康復(fù)診療體系。“我們?cè)谠O(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，必須根據(jù)個(gè)體差異給予初等、中等到更高等級(jí)的不同配置，譬如針對(duì)上肢力量弱的群體，要提供更強(qiáng)的力量輔助和補(bǔ)償。”李建國(guó)說(shuō)，“這類群體的并發(fā)癥特別多，肌肉萎縮只是其中一個(gè)問(wèn)題，最大的問(wèn)題是褥瘡、關(guān)節(jié)攣縮、足外翻。這類病人不適用緊貼人身體的外骨骼機(jī)器人，一旦人的關(guān)節(jié)發(fā)生變形，并且骨密度下降到一定程度，外骨骼機(jī)器人稍微施加一點(diǎn)點(diǎn)力，就可能直接導(dǎo)致粉碎性骨折。”
    訓(xùn)練過(guò)程的安全性和康復(fù)效果的有效性是康復(fù)機(jī)器人兩項(xiàng)同樣重要的指標(biāo)。為了更準(zhǔn)確地評(píng)估康復(fù)效果，李建國(guó)和團(tuán)隊(duì)用軟件和算法針對(duì)每個(gè)用戶的個(gè)性化狀況制定長(zhǎng)期康復(fù)方案，通過(guò)遠(yuǎn)程后端采集和分析訓(xùn)練數(shù)據(jù)，評(píng)估用戶訓(xùn)練效果，為下次訓(xùn)練提供指導(dǎo)。同時(shí)提供康復(fù)數(shù)據(jù)分析報(bào)告、更個(gè)性化的康復(fù)方案和遠(yuǎn)程醫(yī)療顧問(wèn)。
   “在訓(xùn)練過(guò)程中，患者有時(shí)會(huì)出現(xiàn)關(guān)節(jié)的肌張力過(guò)高，導(dǎo)致下肢攣縮。這時(shí)候必須有反饋機(jī)制立馬采集到攣縮現(xiàn)象并做緩解。”李建國(guó)表示，通過(guò)智能算法上的安全防護(hù)，可以保持設(shè)備重心穩(wěn)定，機(jī)器人在訓(xùn)練中判斷力的反饋，遇到緊急情況時(shí)自動(dòng)停止訓(xùn)練，減少二次醫(yī)療事故。

歷經(jīng)三代變革，仍有眾多難題待解
       我國(guó)康復(fù)領(lǐng)域的探索始于上世紀(jì)八九十年代。李建國(guó)表示，康復(fù)行業(yè)真正受到重視是在2005年左右，人們認(rèn)識(shí)到康復(fù)是新的理論體系和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，不僅僅是骨科和外傷的康復(fù)，還有心肺功能、神經(jīng)、言語(yǔ)、肌肉等的康復(fù)，醫(yī)院也出現(xiàn)了專門的康復(fù)科。2015年，國(guó)內(nèi)醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)大爆發(fā)。“目前國(guó)家也在極力推進(jìn)三級(jí)診療體系建設(shè)，在醫(yī)療領(lǐng)域，康復(fù)市場(chǎng)規(guī)模從上世紀(jì)八九十年代的幾百萬(wàn)元增長(zhǎng)到三四百億元。”李建國(guó)說(shuō)。
    隨著康復(fù)行業(yè)的發(fā)展，康復(fù)輔助器具產(chǎn)品也歷經(jīng)了三代變革。1.0時(shí)代是傳統(tǒng)輔具時(shí)代，拐杖、手動(dòng)輪椅、機(jī)械訓(xùn)練設(shè)備是常見(jiàn)的補(bǔ)償基礎(chǔ)功能的輔具。2.0時(shí)代是輔具的電動(dòng)化時(shí)代，出現(xiàn)了電動(dòng)輪椅、電動(dòng)訓(xùn)練設(shè)備，利用機(jī)電和控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了高效功能補(bǔ)償。
   2004年左右，國(guó)外開(kāi)始探索新一代康復(fù)訓(xùn)練和出行的輔具，利用數(shù)據(jù)傳感、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，3.0時(shí)代的康復(fù)輔具實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、智能化和遠(yuǎn)程交互。在專業(yè)護(hù)工和康復(fù)師短缺情況下，專業(yè)的康復(fù)訓(xùn)練也能進(jìn)入家庭，患者實(shí)現(xiàn)了從被動(dòng)訓(xùn)練到主動(dòng)訓(xùn)練的轉(zhuǎn)變，根據(jù)患者力的大小，康復(fù)輔具可調(diào)節(jié)訓(xùn)練力度。代步出行機(jī)器人的路況感知功能提升了出行安全。
    李建國(guó)認(rèn)為，當(dāng)前，康復(fù)機(jī)器人商用市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，但大眾消費(fèi)市場(chǎng)仍是一片藍(lán)海，不過(guò)，走向家庭仍面臨痛點(diǎn)。
    首先是患者個(gè)體差異大，康復(fù)機(jī)器人要適應(yīng)不同患者意味著技術(shù)難度高。成本是制約康復(fù)機(jī)器人進(jìn)入家庭的又一挑戰(zhàn)。通過(guò)技術(shù)迭代和規(guī)模量產(chǎn)，目前邦邦機(jī)器人智能訓(xùn)練系列產(chǎn)品定價(jià)在1-4萬(wàn)元，代步出行系列產(chǎn)品定價(jià)在2萬(wàn)元以下。此外，面向大眾消費(fèi)市場(chǎng)的以色列外骨骼系統(tǒng)提供商ReWalk，其康復(fù)機(jī)器人進(jìn)入家庭后，仍然出現(xiàn)用戶摔傷的案例，使得人們對(duì)于康復(fù)機(jī)器人的安全性尚存疑慮。
     在李建國(guó)看來(lái)，當(dāng)前，康復(fù)輔具3.0時(shí)代尚未抵達(dá)發(fā)展高峰，仍需突破技術(shù)大關(guān)。康復(fù)機(jī)器人走向輕量化，要探索新材料應(yīng)用。同時(shí)，電機(jī)和電池是重量大頭，目前邦邦機(jī)器人正在突破行業(yè)電機(jī)重量極限，研發(fā)一公斤以下的電機(jī)。人機(jī)協(xié)同以及遠(yuǎn)程康復(fù)、安全預(yù)警功能仍需在AI、傳感器和算法層面實(shí)現(xiàn)突破。
    未來(lái)的康復(fù)輔具4.0時(shí)代是一個(gè)輔具無(wú)感化的時(shí)代，依托腦機(jī)接口、智能仿真假肢、生物打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)功能仿生和再造。不過(guò)李建國(guó)認(rèn)為，因?yàn)樯婕凹夹g(shù)突破和倫理道德的制約，康復(fù)輔具的4.0時(shí)代仍需一兩百年時(shí)間才會(huì)到來(lái)。
（編者注：本文系澎湃科技與上海科技聯(lián)合推出的“正自廣闊：上海科技青年35人引領(lǐng)計(jì)劃追光報(bào)道”系列之一。敬請(qǐng)垂注更多后續(xù)報(bào)道。）(本文來(lái)自澎湃新聞