新一代可穿戴機(jī)器人助力殘疾人行走

北京時(shí)間9月13日消息，《紐約時(shí)報(bào)》近日刊載文章稱(chēng)，多家公司和研究實(shí)驗(yàn)室正致力于開(kāi)發(fā)可穿戴機(jī)器人，目的是為殘疾人提供幫助，或者是讓人類(lèi)的身體變成超人那樣。其中，一家名為Ekso Bionics的公司已經(jīng)制作了一種機(jī)器人套裝，能幫助殘疾人以驚人的速度學(xué)會(huì)行走。就目前而言，這種機(jī)器人套裝的價(jià)格過(guò)高，但Ekso的目標(biāo)是有朝一日讓其走入大眾生活。

以下是這篇文章的全文：

當(dāng)喬伊·阿比卡（Joey Abicca）用右臂將一支金屬拐杖戳在地面上的時(shí)候，幾個(gè)小發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始圍繞著他的左腿運(yùn)轉(zhuǎn)，產(chǎn)生了將這條腿抬起來(lái)向前邁進(jìn)的動(dòng)力；而當(dāng)他用左臂做同樣的事情時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)再次開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，讓他的右腿邁出一步。在這個(gè)過(guò)程中發(fā)出的具有金屬質(zhì)感的嘎吱響聲聽(tīng)起來(lái)就像是來(lái)自電影《機(jī)械戰(zhàn)警》（RoboCop）的東西。

阿比卡是來(lái)自于加利福尼亞州港口城市圣地亞哥的一名17歲的少年?；旧蟻?lái)說(shuō)，他穿在身上的東西確實(shí)就是一個(gè)機(jī)器人。這身仿生學(xué)套裝包含一副卷繞在他腿上的機(jī)械吊帶，還包括能幫助他完成大部分行走動(dòng)作的金屬“肌肉”。這身套裝是由他背上的一部電腦和他手中所持的一對(duì)拐杖控制的，后者看起來(lái)就像是未來(lái)派的滑雪桿。

機(jī)械腿由用戶背上的電腦控制

自從三年前發(fā)生的一場(chǎng)與運(yùn)土設(shè)備有關(guān)的事故導(dǎo)致阿比卡的脊椎神經(jīng)受損以來(lái)，他就一直都無(wú)法依靠自己的力量來(lái)走路了，而這身由一家名為Ekso Bionics的公司制作的套裝則想要改變這種情況。“真是了不起——我喜歡能重新站起來(lái)的感覺(jué)。”阿比卡說(shuō)道，他在最近來(lái)到了這家公司位于加利福尼亞州里奇蒙德的總部，穿上了這身套裝。“甚至就連只能站直身體都已經(jīng)是件很了不起的事情。”

除了Ekso Bionics以外，還有其他幾家公司和研究實(shí)驗(yàn)室正致力于開(kāi)發(fā)可穿戴機(jī)器人，目的是為殘疾人提供幫助，或者是讓人類(lèi)的身體變成超人那樣。在2010年，雷神公司發(fā)布了一身軍用套裝，其設(shè)計(jì)目的是降低超重負(fù)載對(duì)士兵身體造成的傷害。在以色列，一家名為Argo Medical Technologies的公司也已經(jīng)生產(chǎn)了一種機(jī)器人套裝，目的是幫助下肢癱瘓者能再次行走。

Ekso Bionics稱(chēng)，它是第一家推出獨(dú)立機(jī)器人套裝的公司，這身套裝沒(méi)有任何外設(shè)，比如說(shuō)是供電電源。雖然用于殘疾人的套裝目前僅在康復(fù)中心使用，但該公司正計(jì)劃有一天人們將可穿戴這種機(jī)器人套裝在人行道、購(gòu)物中心甚至是森林中行走。

Ekso由加利福尼亞州伯克利的幾名工程師創(chuàng)立于七年以前，其得名來(lái)自于英文單詞“exoskeleton”（外骨骼）。這家公司最初的資金來(lái)源是美國(guó)軍方，隨后與加利福尼亞大學(xué)伯克利分校和軍事承包商洛克希德馬丁合作，聯(lián)手開(kāi)發(fā)一種名為Hulc的設(shè)備，其功能是允許士兵負(fù)載最重可達(dá)200磅（約合91千克）的裝備穿越復(fù)雜地形。

Ekso從今年2月份開(kāi)始銷(xiāo)售外骨骼，這種產(chǎn)品被用于物理療法，幫助人們擺脫輪椅和使用下半身，以防止長(zhǎng)期不運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致其肌肉壞死。在美國(guó)，大約有15家康復(fù)中心目前正在使用這種套裝，每套的價(jià)格為14萬(wàn)美元，此外還有1萬(wàn)美元的年度服務(wù)合同。

Ekso的這種仿生學(xué)套裝以鋁和鈦制作金屬框架，這是一種使用電池來(lái)提供動(dòng)力的機(jī)器人套裝，其重量大約為50磅（約合23千克）。就目前而言，殘疾人還不能獨(dú)立使用這種套裝。該套裝的電池續(xù)航時(shí)間為三個(gè)小時(shí)，隨后物理治療專(zhuān)家就需要更換電池。此外，這種套裝還能確保病人不會(huì)摔倒；Ekso稱(chēng)，已經(jīng)有數(shù)百名患者利用這種套裝行走，沒(méi)人摔倒過(guò)。

Ekso Bionics機(jī)器人套裝重約23千克

Ekso的這種套裝的應(yīng)用范疇已經(jīng)不僅限于幫助人們?cè)俅涡凶?，上個(gè)月發(fā)布的最新版本加入了不同難度級(jí)別的行走模式，以挑戰(zhàn)那些在康復(fù)中心里身體恢復(fù)進(jìn)展良好的患者。在第一個(gè)模式中，病人首先要學(xué)會(huì)如何利用套裝行走。在這個(gè)模式中，物理治療專(zhuān)家會(huì)設(shè)定病人行走的步長(zhǎng)和步速，并按下一臺(tái)電腦上的按鈕來(lái)觸發(fā)每一步。在第二個(gè)模式中，病人能利用拐杖上的按鈕觸發(fā)每一步。而在最高級(jí)的第三個(gè)模式中，一旦病人學(xué)會(huì)了如何穿著這身套裝來(lái)保持身體平衡，那么就能僅通過(guò)移動(dòng)身體重心的方式來(lái)觸發(fā)套裝走出每一步。

Ekso Bionics首席執(zhí)行官艾瑟·本德?tīng)枺‥ythor Bender）稱(chēng)，使用這種機(jī)器人套裝能以驚人的速度學(xué)會(huì)行走。本德?tīng)栐┞氂贠ssur，這是一家專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)假肢的工作。“有些病人在過(guò)去很多年的時(shí)間里都無(wú)法行走，”他在接受采訪時(shí)說(shuō)道，“（但在使用機(jī)器人套裝以后）他們?cè)趦商靸?nèi)就能自己行走了。”

前谷歌(微博)創(chuàng)新創(chuàng)新主管、目前擔(dān)任智能恒溫器生產(chǎn)商N(yùn)est科技副總裁的松岡容子（Yoky Matsuoka）表示，對(duì)于外骨骼來(lái)說(shuō)，這種產(chǎn)品從科幻小說(shuō)里走出來(lái)并轉(zhuǎn)為商業(yè)化現(xiàn)實(shí)的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。她指出，電池技術(shù)已經(jīng)取得了重大的改進(jìn)，塑膠和碳化纖維等材料已經(jīng)變得越來(lái)越輕，而且耐用度也正在不斷增強(qiáng)；而與此同時(shí)，機(jī)器人系統(tǒng)也已經(jīng)變得更加容易控制。

“在過(guò)去十年時(shí)間里，某些材料和技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)允許我們生產(chǎn)能真正做到人類(lèi)安全和人類(lèi)有友好的機(jī)器人。”松岡容子說(shuō)道。但是，這種用于醫(yī)療用途的設(shè)備的成本則仍舊是個(gè)障礙，原因是像這樣的特種設(shè)備的銷(xiāo)售量較小，因此難以壓低價(jià)格。但她指出，如果軍方廣泛使用這種設(shè)備，那么將會(huì)有助于改變這種狀況。

從某種程度上來(lái)說(shuō)，Ekso的機(jī)器人套裝可能必須要清除一些監(jiān)管障礙。當(dāng)前版本的Ekso套裝不需要接受監(jiān)管，但如果這家公司要推出家庭版?zhèn)€人使用的套裝，那么就很可能不得不首先取得美國(guó)食品藥物管理局（FDA）的監(jiān)管批準(zhǔn)，Ekso的監(jiān)管事務(wù)負(fù)責(zé)人約翰·塔格威爾（John Tugwell）說(shuō)道。

Esko希望，這種套裝能在未來(lái)幾年時(shí)間里真正開(kāi)始走入大眾生活。這家公司的創(chuàng)始人之一、現(xiàn)任首席技術(shù)官的魯斯·安格爾德（Russ Angold）預(yù)計(jì)，跟今天的智能手機(jī)一樣，外骨骼的體積將會(huì)變得越來(lái)越小，同時(shí)其功能將日益強(qiáng)大，而價(jià)格上也將會(huì)讓更多人能負(fù)擔(dān)得起，從而成為人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠謨?nèi)容。

“我們的終極夢(mèng)想是，當(dāng)我們?cè)赗EI等體育用品商店中閑逛的時(shí)候，能在店里找到外骨骼。”安格爾德說(shuō)道。“它們就像是明天的牛仔褲（那樣隨處可見(jiàn)）。”

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