和李建國從小一起長大的堂哥在一次礦難事故中癱瘓，后來因為長期臥床得了褥瘡和敗血癥。2011年，考入哈爾濱工業(yè)大學電氣工程及其自動化專業(yè)的李建國接觸到了機器人，想著能否做出一些東西，幫助像他堂哥這樣的下肢運動功能障礙群體獨立自主地生活和出行。他知道，這一群體的人數(shù)并不少。中國殘疾人聯(lián)合會2021年公布的數(shù)據(jù)顯示，2010年末，我國殘疾人總?cè)藬?shù)8502萬人，其中肢體殘疾2472萬人。
       2016年，大學畢業(yè)后的李建國來到上海，決定和同學一起創(chuàng)業(yè)，他們聚焦下肢運動功能障礙群體，創(chuàng)辦了邦邦機器人，試圖構(gòu)建康復機器人和輔助出行機器人生態(tài)。現(xiàn)在，邦邦機器人已經(jīng)形成了康復機器人、輔助出行機器人兩大產(chǎn)品線，同時依托機器人智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)平臺和遠程康復服務平臺兩大技術平臺，實現(xiàn)遠程售后和居家遠程交互式康復訓練。
     李建國和同事們研發(fā)的智能訓練系列機器人可幫助患者完成直立訓練、平衡訓練和坐站訓練。“對于下半身沒有知覺的用戶來說，站立就是一種訓練，對肌肉進行牽引和拉伸，保持血液循環(huán)正常。”李建國介紹說，當患者喪失站立和行動能力，其平衡能力也下降了，智能訓練系列機器人帶有的平衡功能可幫助患者居家訓練平衡能力。此外，坐姿與站姿的切換有利于膝關節(jié)、胯關節(jié)等下肢坐站訓練，有助于預防肌肉萎縮，緩解關節(jié)攣縮，減緩骨密度下降速度，改善血液循環(huán)。

康復機器人兩大課題：有效性和安全性
盡管有了堂哥的案例，李建國很早就了解了這類患者的主要困難，但他和團隊仍然跑醫(yī)院、征集志愿者、與病人同吃同住，掌握患者的真實需求；根據(jù)患者的年齡、病種、癱瘓程度，觀察患者日常訓練狀態(tài)，學習并發(fā)癥應對，摸索康復診療體系。“我們在設計產(chǎn)品時，必須根據(jù)個體差異給予初等、中等到更高等級的不同配置，譬如針對上肢力量弱的群體，要提供更強的力量輔助和補償。”李建國說，“這類群體的并發(fā)癥特別多，肌肉萎縮只是其中一個問題，最大的問題是褥瘡、關節(jié)攣縮、足外翻。這類病人不適用緊貼人身體的外骨骼機器人，一旦人的關節(jié)發(fā)生變形，并且骨密度下降到一定程度，外骨骼機器人稍微施加一點點力，就可能直接導致粉碎性骨折。”
    訓練過程的安全性和康復效果的有效性是康復機器人兩項同樣重要的指標。為了更準確地評估康復效果，李建國和團隊用軟件和算法針對每個用戶的個性化狀況制定長期康復方案，通過遠程后端采集和分析訓練數(shù)據(jù)，評估用戶訓練效果，為下次訓練提供指導。同時提供康復數(shù)據(jù)分析報告、更個性化的康復方案和遠程醫(yī)療顧問。
   “在訓練過程中，患者有時會出現(xiàn)關節(jié)的肌張力過高，導致下肢攣縮。這時候必須有反饋機制立馬采集到攣縮現(xiàn)象并做緩解。”李建國表示，通過智能算法上的安全防護，可以保持設備重心穩(wěn)定，機器人在訓練中判斷力的反饋，遇到緊急情況時自動停止訓練，減少二次醫(yī)療事故。

歷經(jīng)三代變革，仍有眾多難題待解
       我國康復領域的探索始于上世紀八九十年代。李建國表示，康復行業(yè)真正受到重視是在2005年左右，人們認識到康復是新的理論體系和醫(yī)學領域，不僅僅是骨科和外傷的康復，還有心肺功能、神經(jīng)、言語、肌肉等的康復，醫(yī)院也出現(xiàn)了專門的康復科。2015年，國內(nèi)醫(yī)療康復領域?qū)崿F(xiàn)大爆發(fā)。“目前國家也在極力推進三級診療體系建設，在醫(yī)療領域，康復市場規(guī)模從上世紀八九十年代的幾百萬元增長到三四百億元。”李建國說。
    隨著康復行業(yè)的發(fā)展，康復輔助器具產(chǎn)品也歷經(jīng)了三代變革。1.0時代是傳統(tǒng)輔具時代，拐杖、手動輪椅、機械訓練設備是常見的補償基礎功能的輔具。2.0時代是輔具的電動化時代，出現(xiàn)了電動輪椅、電動訓練設備，利用機電和控制技術實現(xiàn)了高效功能補償。
   2004年左右，國外開始探索新一代康復訓練和出行的輔具，利用數(shù)據(jù)傳感、人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等技術，3.0時代的康復輔具實現(xiàn)了數(shù)字化、智能化和遠程交互。在專業(yè)護工和康復師短缺情況下，專業(yè)的康復訓練也能進入家庭，患者實現(xiàn)了從被動訓練到主動訓練的轉(zhuǎn)變，根據(jù)患者力的大小，康復輔具可調(diào)節(jié)訓練力度。代步出行機器人的路況感知功能提升了出行安全。
    李建國認為，當前，康復機器人商用市場競爭激烈，但大眾消費市場仍是一片藍海，不過，走向家庭仍面臨痛點。
    首先是患者個體差異大，康復機器人要適應不同患者意味著技術難度高。成本是制約康復機器人進入家庭的又一挑戰(zhàn)。通過技術迭代和規(guī)模量產(chǎn)，目前邦邦機器人智能訓練系列產(chǎn)品定價在1-4萬元，代步出行系列產(chǎn)品定價在2萬元以下。此外，面向大眾消費市場的以色列外骨骼系統(tǒng)提供商ReWalk，其康復機器人進入家庭后，仍然出現(xiàn)用戶摔傷的案例，使得人們對于康復機器人的安全性尚存疑慮。
     在李建國看來，當前，康復輔具3.0時代尚未抵達發(fā)展高峰，仍需突破技術大關。康復機器人走向輕量化，要探索新材料應用。同時，電機和電池是重量大頭，目前邦邦機器人正在突破行業(yè)電機重量極限，研發(fā)一公斤以下的電機。人機協(xié)同以及遠程康復、安全預警功能仍需在AI、傳感器和算法層面實現(xiàn)突破。
    未來的康復輔具4.0時代是一個輔具無感化的時代，依托腦機接口、智能仿真假肢、生物打印技術實現(xiàn)功能仿生和再造。不過李建國認為，因為涉及技術突破和倫理道德的制約，康復輔具的4.0時代仍需一兩百年時間才會到來。
（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人引領計劃追光報道”系列之一。敬請垂注更多后續(xù)報道。）(本文來自澎湃新聞