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傅利叶智能的小目标:先恢复行动能力 再打造“钢铁侠”

当队友陆续开启假日模式的时候,上港主力中卫石柯却不得不前往医院,治疗一下困扰自己五年多的肩关节病患。单单这个赛季,石柯就曾有过先后两次因为脱臼,不得不缺席比赛。

除了医生和家人,帮助他恢复的还有一位——上海傅利叶智能科技公司的协作机器人M2。

M2是一款上肢智能康复机器人,基于力反馈的核心技术模拟各种实际生活中的力学场景,将上肢的评估训练与分析结合于一体,可提供多样的目标导向性训练,帮助患者重塑上肢功能。

“医疗机器人中,手术类机器人技术难度大,风险极高,短期内难以赶上国外,但医疗中的康复机器人,助行机器人将迅速落地,大大降低康复人员的重复劳动,未来几年会快速地普及。”M2的生产商,上海傅利叶智能科技公司创始人、CEO顾捷告诉第一财经记

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机器人走进康复管理

机器人行业正在越来越紧密地与医疗设备相结合。“不是取代,而是协助”是上海傅利叶智能科技公司的联合创始人、CTO徐振华一直在强调的。

力学模拟和反馈是这套设备与传统设备最大的不同之处,也能让康复过程不再枯燥无味,治疗师们也无需掌握机器编程语言,通过手动控制设定一系列特定的动作轨迹,并保存于机器中达到示范学习与个性化训练的目的。

通过运动控制模块以外部力传感器带来的感知和对电机的速度、位置为输入,辅以算法,经CPU运算再形成输出到执行单元,这款机器人由两套伺服电机构成,最终表现为能够实现水平面x和y方向的运动。

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徐振华告诉第一财经记者,主要核心结构件都是自主设计的,所有的算法都是自主创新。他们从最基础的底层做起,在电路板上集成了基于ARMCORTEXM4内核的控制单元,CAN总线、以太网的技术。人对于力学的反应相当灵敏,因此对模块与电机控制器的实时通信能力要求极高,底层设计代码没有冗余,加上实时任务调度系统,才能提高整个模块的实时速率。“提高运行速率,再糅合相应的力学算法,成为了我们的核心技术,也避免了专利保护上的风险。”徐振华说。

在张江的办公室里,记者见到了两套用来试验和组装的模型,也体验了M2多元化的使用场景。最简单的是感受手臂被牵引的被动运动和完全自主控制的主动运动。机器还可以根据发力情况协助使用者完成助力运动,如果使用者力量不够,机器人可以增加力量协助完成,如果使用者力量足以完成,机器人将不提供额外的帮助。考虑到人们拿回一杯水和拿回一本厚重的书对力量的控制不一样,机器人还能够提供控制物体惯性的抗阻运动。

这套设备甚至考虑了患者使用过程中的突发痉挛,一旦使用者有剧烈的异常肌肉力量变化,机器会自动停下以避免伤害。

傅利叶智能的小目标:先恢复行动能力 再打造“钢铁侠”

下一个目标是外骨骼

之所以能够有着迅速的开发上肢训练机器人的能力,与创始人顾捷和CTO徐振华的相关经历分不开。

两人是上海交通大学的校友,毕业后分别在不同的机器人行业领域,之前也一起成立了一家公司从事大型的下肢康复机器人研究,在项目完成之后被收购了。

两人决定深入研究外骨骼机器人和协作机器人并努力将它们产业化,于是进行了第二次创业。他们获得了IDG资本和张江科投参与的天使轮融资800万元,后来又获得了A轮融资1500万元。

“目前对B端的机器人,主要是用来收集数据,而且医疗设备是能够带来一定现金流,我们最后的目标还是希望能够实现制造外骨骼。”徐振华说。

外骨骼是一种能够增强人体能力的可穿戴设备,穿戴后能够让人如同“钢铁侠”般具有超能力。比如松下设计的上肢支撑外骨骼Kubota就可以让造船工人提举30~100公斤的重物。

外骨骼的技术要点在于人机接口。如果人机接口不正确,非但不能赋予提重物的“超能力”,反而会给人体造成一些骨骼上的伤害。这对设计之中的结构、重量、尺寸、绑带和人机交互方式都提出了较高的要求。

徐振华告诉记者,目前外骨骼的运算部分研发还在继续,新品发布预计要在明年初。他们希望能够帮助偏瘫患者取代轮椅,帮助他们恢复下肢行走的能力。

“如果可穿戴的消费品是为了让生活更简单,那么医疗设备还要在更简单的基础上保留其功能性。”英国IDC中国董事总经理戴一非曾和记者提到过医疗产品的设计和功能需要得到兼容,而实现这些再加上商业化并不容易。

早在1997年,日本的Cyberdyne就已经将一种腿部支撑结构应用于日本一些医院中,帮助那些受伤的病人进行恢复。

这款名为HAL(HybridAssistiveLimb,综合下肢助力)的外骨骼结构在2015年被日本政府官方认可为医疗设备,并且被批准用于保险范围。该产品是利用神经信号来实现人机交互,帮助患者恢复行走能力,价格约在15万美元。

同样已经是上市公司的还有以色列的RewalkRobotics。截止到2016年9月30日,前三季度总共净亏损为2395.9万美元,而2015年前三季度的亏损额1790.8万美元。由于设备费用高昂,两家公司都采用了租赁的商业模式。

顾捷认为,类似Rewalk外骨骼机器人也许不是最终的穿戴式机器人形态,需要一段时间的迭代和开发,另外这种类型的机器人价位过于高昂,患者难以接受。从股价的下跌表现来看,这与Rewalk创始人离开,Cyberdyne的销售与预期还有差距都有关联。

顾捷对未来充满信心:“我们认为这一技术能够改变很多行业,比如康复、建筑、军事等领域,有很大的想象空间,并且有一定的技术壁垒。外骨骼机器人技术兴起并在迅速发展中,国内技术和国外差距不大,是中国能够弯道超车的机会。”

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