美國(guó)大學(xué)生奧斯汀?惠特尼半身癱瘓,但在同學(xué)們的熱心幫助下,他借助一種新型的外骨骼自己走上了畢業(yè)典禮的舞臺(tái)。
對(duì)于健全人來說,走上畢業(yè)典禮的舞臺(tái)不過是輕而易舉的事情。不過,對(duì)于下肢癱瘓的加利福尼亞大學(xué)伯克利分校學(xué)生惠特尼而言,能走上臺(tái)親手接過校長(zhǎng)手中的畢業(yè)證書卻是來之不易的巨大成就,而幫助他實(shí)現(xiàn)這一夢(mèng)想的正是伯克利分校人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室的老師和同學(xué)們。
2007年,剛剛高中畢業(yè)的惠特尼因?yàn)榫坪篑{車,在一起嚴(yán)重的交通事故中脊柱受損,從此喪失了行走能力。生性堅(jiān)強(qiáng)的惠特尼不愿在輪椅上度過此生,在2010年8月,他接到了伯克利分校人機(jī)工程實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人哈梅奧恩?凱茲羅尼的電話。過去幾年中,凱茲羅尼教授的實(shí)驗(yàn)室一直在美國(guó)軍方的資助下進(jìn)行人造外骨骼的研究,而他聯(lián)系惠特尼的目的則是希望后者參與實(shí)驗(yàn)室一項(xiàng)全新的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目:開發(fā)一種廉價(jià)輕便、能幫助截癱人士恢復(fù)行走能力的外骨骼。
傅里葉外骨骼是中國(guó)研制的產(chǎn)品。
傅里葉外骨骼簡(jiǎn)介:
傅利葉智能外骨骼機(jī)器人擁有獨(dú)特的主控單元,在膝關(guān)節(jié)等處有電機(jī),在髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和小腿處有數(shù)據(jù)采集器,采集患者在訓(xùn)練過程中力量的大小以便進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,目前主要采用的是被動(dòng)模式,由機(jī)器帶著人行走,不斷進(jìn)行重復(fù)性步態(tài)訓(xùn)練。
Fourier X2擁有4個(gè)動(dòng)力單元、6個(gè)多維力學(xué)傳感器,分別位于大腿、小腿和足底,通過十多個(gè)傳感器的布置可以形成一套感知系統(tǒng),更加智能“讀懂”人的運(yùn)動(dòng)意圖,再根據(jù)用力大小調(diào)整動(dòng)力輸出,實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)動(dòng)模式。
針對(duì)人群:
傅利葉智能外骨骼機(jī)器人主要針對(duì)腦卒中導(dǎo)致的下肢癱瘓、脊椎損傷患者。這種擺脫輪椅和床,采用直立康復(fù)訓(xùn)練的方式是科技發(fā)展的一大突破,更是截癱患者的福音,對(duì)他們改善運(yùn)動(dòng)功能、消化功能和心理狀態(tài)等都大有裨益。
傅里葉外骨骼市場(chǎng)需求:
國(guó)內(nèi)康復(fù)患者人群非常龐大但中國(guó)康復(fù)治療師的缺口規(guī)模在30萬左右,而且鬧逗先進(jìn)的康復(fù)治療資源大多集中在北京、上海、深圳等大城市,在二三線城市非常匱乏。同時(shí),很多人癱瘓之后都是在床上度過,康復(fù)意識(shí)不強(qiáng)。
外骨骼機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用能夠帶來兩大好處:
一是用外骨骼機(jī)器人代替治療師做重復(fù)、高強(qiáng)度的康復(fù)訓(xùn)練動(dòng)作,實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)有利于患者更精準(zhǔn)地進(jìn)行康復(fù)治療咐吵,提升治療效率。
二是通過技術(shù)更新迭代以及供應(yīng)鏈資源的整合,不斷降低成本,讓更多人能夠用得起康復(fù)機(jī)器人,一定程度上緩解地區(qū)間康復(fù)資源分配不均的現(xiàn)狀。
外骨骼機(jī)器人開放平臺(tái)(EXOPS)也在不斷進(jìn)行優(yōu)化和升級(jí),也希望能有更多高校和科研院衡彎侍所加入到這個(gè)平臺(tái)中,一起通力合作,促進(jìn)外骨骼機(jī)器人行業(yè)的快速發(fā)展。
以上數(shù)據(jù)出自搜狐網(wǎng)。
1. 賽百達(dá)因Hal-5 日本科技公司“賽百達(dá)因”(Cyberdyne)研制的HAL-5是一款半機(jī)器人,擁有自我拓展和改進(jìn)功能。它裝有主動(dòng)控制系統(tǒng),肌肉通過運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元獲取來自大腦的神經(jīng)信號(hào),進(jìn)而移動(dòng)肌與骨骼系統(tǒng)。HAL(混合輔助肢體的英文縮寫)可以探測(cè)到皮膚表面非常微弱的信號(hào)。動(dòng)力裝置根據(jù)接收的信號(hào)控制肌肉運(yùn)動(dòng)。 HAL-5是一款可以穿在身上的機(jī)器人,高1600毫米,重23公斤,利用充電電池(交流電100V)驅(qū)動(dòng),工作時(shí)間可達(dá)到近2小時(shí)40分鐘。HAL-5可以幫助佩戴者完成站立、步行、攀爬、抓握、舉重物等動(dòng)作,日常生活中的一切活動(dòng)幾乎都可以借助HAL-5完成。HAL-5裝有混合控制系統(tǒng),無論是室內(nèi)還是戶外均有不錯(cuò)表現(xiàn)。2. 救援機(jī)器人T52 Enryu T52 Enryu是機(jī)器人家族的一個(gè)大塊頭,重量近5噸,身高達(dá)到3米。它非常強(qiáng)勁,可以幫助救援人員清理路面上的碎片。T52 Enryu可以在任何災(zāi)害的救援工作中派上用場(chǎng),例如地震。它靠液壓驅(qū)動(dòng),也被稱之為“超級(jí)救援機(jī)器人”,能夠舉起重量近1噸的重物,機(jī)械臂則可以完成所有類型的動(dòng)作。T52 Enryu由日本公司Tmsuk 于1994年3月設(shè)計(jì),而后在長(zhǎng)岡技術(shù)科學(xué)大學(xué)接受測(cè)試。測(cè)試中,它成功從雪堆上舉起一輛汽車。3. 松下充氣式外骨骼
松下充氣式外骨骼在設(shè)計(jì)上用于幫助癱瘓患者。它的肘部和腕部裝有傳感器,允許手臂控制8塊人造肌肉。人造肌肉內(nèi)裝有壓縮空氣,用于擠壓癱瘓部位。4. 伯克利·布里克外骨骼
伯克利·布里克外骨骼由美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)設(shè)計(jì),致力于幫助士兵、營(yíng)救人員、野火消防員以及其他所有應(yīng)急人員的Bleex計(jì)劃為設(shè)計(jì)提供資金支持。設(shè)計(jì)伯克利·布里克外骨骼的目的就是幫助這些人員輕松攜帶各種裝備。5. 機(jī)甲外骨骼
機(jī)甲外骨骼是科幻小說中經(jīng)常出現(xiàn)的機(jī)甲的一種復(fù)制品,高度達(dá)到18英尺(約合5.48米),由美國(guó)阿拉斯加州的工程師卡洛斯·歐文斯發(fā)明。機(jī)甲外骨骼實(shí)際上是一種步行機(jī),由里面的駕駛員操控。它的外形與人類似,正如科幻小說中所描述的那樣,它也擁有一身好拳腳和劍術(shù)。6. Stelarc外骨骼
Stelarc外骨骼是一款肌肉機(jī)器人,外形與蜘蛛人類似,長(zhǎng)有6條腿,直徑達(dá)到5米。它是一種混合人機(jī),充氣和放氣之后便可膨脹和收縮,與其他外骨骼相比具有更高的靈活性。使用時(shí),操作人員需站在中間,控制機(jī)器朝著面部方向移動(dòng)。Stelarc外骨骼由流體肌肉傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng),裝有大量傳感器。7. 腦控外骨骼系統(tǒng)
這種外骨骼能夠?qū)崿F(xiàn)骨骼、肌肉與神經(jīng)系統(tǒng)之間的交互作用。所有骨骼和肌肉都由大腦直接控制。腦控外骨骼系統(tǒng)由美國(guó)密歇根州大學(xué)的神經(jīng)力學(xué)試驗(yàn)室設(shè)計(jì)。8. Springwalker外骨骼
Springwalker外骨骼能夠像所有動(dòng)物一樣奔跑跳躍。借助于這種外骨骼,佩戴者的奔跑速度最快可達(dá)到每小時(shí)35英里(約合56公里),跳躍高度可達(dá)到5英尺(約合1.52米)。9. 被謀殺教授步行輔助設(shè)備
這款步行輔助設(shè)備用于幫助少肌癥患者恢復(fù)身體機(jī)能。少肌癥可導(dǎo)致患者骨骼肌流失。之所以起“被謀殺教授”這個(gè)名字是因?yàn)檫@款步行輔助設(shè)備由美國(guó)弗吉尼亞理工大學(xué)被人槍殺的凱文·格拉納塔教授研制。格拉納塔早已經(jīng)離開人世,但他研制的步行輔助外骨骼卻仍在幫助著很多患者。10. 引力平衡腿部矯形器
引力平衡腿部矯形器在設(shè)計(jì)上用于幫助佩戴者在不受引力影響下走路。由于消除了引力影響,這也就意味著輕偏癱患者在這種矯形器幫助下可以很容易行走。借助于這種設(shè)備,輕偏癱患者可以重獲力量和控制能力。這種矯形器由美國(guó)特拉華州大學(xué)研制,可以進(jìn)行調(diào)節(jié),能夠在腿部移動(dòng)和引力之間實(shí)現(xiàn)一種平衡。
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