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【优投 | 创业者说】19 Bixo：打造外骨骼新范式，帮助更多患者重拾行走能力、享受自由人生
【优投 | 创业者说】来自 致一科技zhiyee2023-01-16 15:20:54
我们希望打造出一款性价比高、康复效果好的外骨骼机器人产品，让它成为一种切实可行的手段，真正可以帮助病患恢复行走的能力。
本期嘉宾：王天乐
Bixo——世界首创的双向线驱动下肢康复外骨骼机器人 项目创始人
伴随着现代生活方式与环境的改变，意外伤害事件数量和各类疾病的患病率在都逐渐增长，再经过有效的医学治疗后，大部分人都可以保住性命，但很多患者却由于后期没有及时进行科学的康复治疗，留下运动功能等方面的障碍或直接导致残疾，给今后的生活质量带来严重影响。
康复，无论是对于先天性残疾，还是对于因病、因伤致残都具有至关重要的意义。随着老龄化社会进程的加速和国民医疗健康意识的提高，我国康复市场需求持续上升。2020年12月，《柳叶刀》发布的全球疾病负担报告显示，中国是康复需求最大的国家，共计4.6亿人次，高于印度、美国等国家。但由于我国康复行业起步较晚，康复医疗资源的不足极大地降低了患者的康复效果、并限制康复市场的发展。
近年来，我国相继出台一系列政策引导康复医院的发展，并鼓励有条件的单位配置康复辅助器具、康复机器人等智能设备。外骨骼机器人，作为“套在人体外面”的机器人，基于仿生学和人体工程学的设计，融合传感、控制、信息、移动计算等技术于一体，为作为操作者的人类提供一种可穿戴的机械机构，帮助他们实现坐、站、行走、上下楼梯等基本功能。
随着外骨骼机器人在医疗康复领域的应用发展，将会成为病患康复过程中更有成效的治疗手段，帮助他们恢复健康。
本期《定位》我们就邀请到了Bixo——世界首创的双向线驱动下肢康复外骨骼机器人项目创始人 王天乐，分享他在外骨骼机器人行业的创新创业之路。
王天乐：针对当下医疗康复外骨骼笨重、附加转动惯量大、昂贵等痛点，我们团队不断学习摸索，经过3年方案验证，历经2代原型机迭代，最终打造出了Bixo—世界首创的双向线驱动下肢康复外骨骼机器人。
团队致力于打破欧美技术垄断，攻关提出世界首创的8字仿生关节、仿鲍登线柔性导向装置等创新机构，将大质量的驱动装置全部放置于人体运动近端，最大化降低了下肢转动惯量和总重量。控制采用多传感器融合步态感知，又融入独创的AI技术学习患者行走习惯。产品助力效果较业内顶尖的两款哈佛大学样机提升近60%，成本较市面产品降低9成。目前产品处于中试阶段，正在根据测试反馈、技术创新继续进行研发升级，希望未来我们能够成为我国康复外骨骼真正广泛落地应用的先遣者。
王天乐：研发外骨骼手术机器人的初衷是因为我的一位朋友发生了运动意外导致了严重的损伤，但是由于医治和康复手段不及时，因此在运动能力上受到很大损害。而这样十分可惜的状况并不少见，我的专业所学让我有了改变传统康复设备的能力和决心，所以就联合更多同学一起展开了深入的研究。在前期市场调研时，我们发现目前医院里能看到的那些正在进行康复训练的患者，使用的多是轮椅和助行器，少数可以用上一些牵引式设备，但几乎不会见到他们使用一个外骨骼机器人辅助行走。这种高端的智能外骨骼机器人一般只能在机器人博览会上见到，但其实有很多人就是缺乏一种有效同时成本又不会太高的康复方式来进行康复运动和训练，不然他可能就会永久失去运动能力。但国内的康复资源匮乏，医师和护工的数量、相应的医疗器械等资源都是比较稀缺的。同时国外的外骨骼机器人产品价格高昂，普通患者并不能轻易消费得起，由于知识产权的垄断，国内也没有类似的技术和产品。因此，很多人的康复方式其实就是不康复，回家一躺认为就能养好，但是很多情况下这一躺就再也起不来了，也就造成我国的致残率达到其他国家的三倍。这些患者也就是我们的目标用户，但他们目前并没有意识到自己需要更有效的康复方式，因此我们希望打造出一款性价比高、康复效果好的外骨骼机器人产品，让它成为一种切实可行的手段，真正做到帮助病患恢复行走能力。对于产品涉及的原件、电路板等器件，我们也在逐渐提高自研率、打破国外技术垄断。同时我们也使用了一些3D打印、碳管等创新技术手段和新型复合材料，希望可以在满足工程和安全性需求的基础之上，尽可能地减少成本，从而降低产品价格，让更多的患者能够发现自己的需求，让很多本来可以有恢复行走机会的人们可以使用上这样一种手段，打开这个千亿级的市场，补全医疗产业中的一环，带动我国康复外骨骼领域的发展。
王天乐：目前总体来说我们针对的是患有下肢运动障碍的患者，而患有下肢运动障碍的病因可以分为以下几类：第一种是运动导致的损伤；第二种是由一些神经损伤，比如脑溢血、中风引起的神经性控制不敏捷。除了这两大类，其他小的病因还有很多种，但最终导致的结果都是患者在神经和肌肉的控制上不如原来一样灵活。目前在康复治疗方式上的主流理论有5种，核心都在于让患者进行重复性运动，从而使肌肉和神经元的连接得到恢复。从严重程度上来说，下肢运动障碍可以分为5级，我们的产品主要针对的是处于3-4级的患者，他们能够抵抗自身的重力来做功，但是不能抵抗外力来行走。在这种能走但走不利落的情况下，我们的外骨骼机器人可以给他一个助力，减少他的新陈代谢以及对肌肉的消耗，帮助他完成周期性重复行走，最终使他能够像正常人一样快速的行走。
与其他传统的外骨骼设备、康复器械相比，我们打造的外骨骼机器人有什么优势？
王天乐：外骨骼机器人其实是帮助人类增强运动能力的一种装置，而不是代替人类运动的装置。它虽然叫机器人，但它不是自主运动的，它需要听从人的命令来运动。
我们的核心主要在于这一套机构和控制的思路，机器人是通过线驱动这个装置将末端重量转移，从而达到降低转动惯量的助力效果。腿想往哪个方向迈、怎么迈机器人都能知道，但是迈出去这个动作就需要患者来提供运动的趋势。如果人本身不动的话，就没办法让外骨骼机器人产生一个运动趋势，如果还要再加上那么大的重量，走起来就很奇怪，甚至对人体产生危害。当有了人体给出的运动趋势后，外骨骼机器人就可以转移对脚踝产生的重量，对于人体来说负荷减少了，同时对于电机来说它的负荷也减少了。在传统器械的设计中，普通的电机和电池是无法带动的，这也是为什么大部分的外骨骼机器人就像工厂里的机械臂一样，需要配备高精度、大功率的电机，而这种电机本身的价格可能就超过了很多现在已有的牵引式医疗器械。所以我们的方案就做了一个很大的改变，通过自研的创新机构，只需要很小的电机就可以驱动合适又强劲的助力。
同时在我们的设计中，这款产品在机械和算法上全部都是自适应的，上一个用户使用完，马上就能根据下一个用户的身体参数进行调整。
从机械上来说，我们所有的部件都是可以调节的，我们会根据使用者的身体参数进行针对性调整。比如我们将为整个机械提供驱动力的执行器，设计成可拆卸的鞋子形式，可以根据使用者的脚型尺寸进行替换。在算法上，除了将底层传统的控制算法调整得更加严谨化、逻辑化，我们还增加了一些人工智能算法，能够让机器根据每一位使用者的姿态、步伐、习惯等表现，在短时间内实现自适应，患者只需要简单走几步，机器就能够学习他的走路模式，同时随着使用时间的增加，体验感会越好。这样的设计方式实现了即使只有一套产品，但是用到不同人的身上，也可以调整出相应的使用模式，真正做到了“一人一骨骼、越走越舒服”。
王天乐：目前我们主要集中在与北医三院、宣武医院等院所的临床试点项目上，处于中试过程中，对产品技术还在进行不断研发迭代。
医疗器械产品从研发到测试再到生产是一个非常漫长的过程，但我们很珍惜这段时间，一方面对我们自己的能力是一个提升，另外一方面对产品来说也可以进行细致打磨。当真正投产后，其实很难有机会能够完成这样的迭代，因为产品迭代是需要成本的，还要考虑用户是否接受，同时当你做了一些你想要的创新后，可能还要面临一定的风险，所以我们想在前期的测试阶段，尽可能的将产品打磨得更加完善。
未来，我们也将开发配套的Bixo云端大数据平台及APP，建立医-护-患数字化康复生态圈。同时也会利用我们核心的控制思路，打造针对其他部位的外骨骼产品，甚至应用于更广泛的机器人领域。
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