還記得巴西世界杯開(kāi)幕式上，患有截癱的巴西青年諾平托在腦控機(jī)械外骨骼技術(shù)的幫助下，為世界杯開(kāi)球的那一幕嗎？幫助他行走的就是一款腦控外骨骼機(jī)器人，屬于康復(fù)機(jī)器人的一種。康復(fù)機(jī)器人可以輔助擁有行動(dòng)障礙的患者（如因中風(fēng)、創(chuàng)傷性神經(jīng)損傷、肢體殘疾、老齡化引起的行動(dòng)障礙）進(jìn)行治療和康復(fù)。
康復(fù)機(jī)器人作為醫(yī)療機(jī)器人中的一個(gè)重要分支，它的研究包含了康復(fù)醫(yī)學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)械學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料學(xué)等多方面的領(lǐng)域，是典型的醫(yī)工結(jié)合的領(lǐng)域。中風(fēng)致殘的根本原因不是肢體有問(wèn)題，而是中樞神經(jīng)受到損傷導(dǎo)致肢體無(wú)法受到控制。而通過(guò)康復(fù)訓(xùn)練能夠重建肢體和中樞神經(jīng)之間的聯(lián)系，刺激腦部損傷部位康復(fù)，實(shí)現(xiàn)肢體的有效控制。中風(fēng)、脊髓損傷引起的運(yùn)動(dòng)障礙，都需要使用康復(fù)器械進(jìn)行訓(xùn)練。我國(guó)中風(fēng)致殘率高達(dá)75%，而在西方國(guó)家，因?yàn)榱己玫目祻?fù)治療，中風(fēng)殘障率只有30%。
康復(fù)醫(yī)療需求主要來(lái)自三方面人群：
一是老年人群，老年人高發(fā)病率的高血壓、糖尿病、關(guān)節(jié)炎、心腦血管病和呼吸系統(tǒng)疾病為康復(fù)治療的主要病種，隨著我國(guó)老齡化程度的加深，截至 2011年底全國(guó)60歲以上老年人口達(dá)到約1.9億，其中需要康復(fù)服務(wù)的約7000多萬(wàn)人。
二是殘疾人群，根據(jù)第六次全國(guó)人口普查及第二次全國(guó)殘疾人抽樣調(diào)查，2010年末我國(guó)殘疾人已達(dá)到 8502萬(wàn)人，其中5000多萬(wàn)人有康復(fù)需求；
三是慢性病患者、亞健康人群需要康復(fù)治療，預(yù)計(jì)至2030年，我國(guó)慢性病患病率將高達(dá)65.7%，其中80%的慢性病患者需要康復(fù)治療。
1998年～2008年10年以來(lái)，我國(guó)居民發(fā)病率持續(xù)上升，尤其是高血壓、心臟病、糖尿病等慢性病。根據(jù)2008年第四次國(guó)家衛(wèi)生服務(wù)調(diào)查數(shù)據(jù)，慢性病患病率隨著年齡的上升而增高，老齡化帶來(lái)的疾病譜改變，老年人高發(fā)率病種本身的康復(fù)需求加上慢性病致殘帶來(lái)的需求，將持續(xù)擴(kuò)容康復(fù)醫(yī)療行業(yè)需求空間。
傳統(tǒng)的康復(fù)療法是由康復(fù)治療師針對(duì)患者的病情進(jìn)行針灸等康復(fù)治療，治愈率低，效果難以控制?？祻?fù)機(jī)器人的出現(xiàn)能夠提高康復(fù)效果，提升患者的生活水平。我國(guó)步入老齡化社會(huì)，老年人口不斷增加，也增加了中風(fēng)及其他腦血管疾病的患病幾率，康復(fù)機(jī)器人的需求缺口逐漸增大。同時(shí)，國(guó)民收入的增長(zhǎng)和居民醫(yī)療保健意識(shí)的增加，現(xiàn)在的康復(fù)治療水平已經(jīng)不能夠滿足民眾需求。所以，康復(fù)機(jī)器人行業(yè)的發(fā)展有非常大的空間。
康復(fù)機(jī)器人的發(fā)展
最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的康復(fù)機(jī)器人是由英國(guó)Mike Topping公司1987年研制的Handy1，至今已有近30年的發(fā)展歷史。最早打入市場(chǎng)兩種康復(fù)機(jī)器人除了Handy1之外，還有一款名為MANUS。Handy1有5個(gè)自由度，殘疾人可利用它在桌面高度吃飯，MANUS是一種裝在輪椅上的仿人形手臂，有6個(gè)自由度，其工作范圍可由地面到人站立時(shí)達(dá)到的地方。
目前國(guó)外的康復(fù)機(jī)構(gòu)配備的主要是功能更多、自動(dòng)化程度較高的、多自由度的牽引式/懸掛式康復(fù)機(jī)器人。牽引式/懸掛式康復(fù)機(jī)器人的分類尚未有通用的標(biāo)準(zhǔn)。按照針對(duì)的肢體部分不同，主要可分為牽引式上肢康復(fù)機(jī)器人、牽引式下肢康復(fù)機(jī)器人和懸掛式下肢康復(fù)機(jī)器人。
而目前最先進(jìn)的康復(fù)機(jī)器人則是可穿戴外骨骼機(jī)器人。它基于仿生原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合人體工程學(xué)，可以穿戴于患肢。每個(gè)關(guān)節(jié)上都對(duì)應(yīng)有單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)裝置，患者佩戴后可以確保機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模式和人體自由度同軸，可以實(shí)現(xiàn)更有效的康復(fù)訓(xùn)練。代表性產(chǎn)品有以色列公司ReWalk Robotics公司的ReWalk系列，日本Cyberdyne公司的HAL、美國(guó)Berkeley Bionics公司的eLEGS、新西蘭Rex Bionics公司的REX。
目前已經(jīng)上市或者正在研發(fā)的外骨骼機(jī)器人，大多數(shù)設(shè)計(jì)相當(dāng)復(fù)雜，使用也不太方便。因?yàn)樗仨毷褂么罅康臋C(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣設(shè)備和供電系統(tǒng)，才能支撐起患者的重量，輔助患者前進(jìn)。今年二月，來(lái)自歐洲的一個(gè)跨領(lǐng)域國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)始研發(fā)一款像褲子一樣可以穿的軟體仿生外骨骼XoSoft。來(lái)自歐盟七國(guó)的九個(gè)組織參與了這個(gè)極具創(chuàng)意的研發(fā)項(xiàng)目，預(yù)計(jì)在2019年之前推出產(chǎn)品原型。
XoSoft和其他外骨骼機(jī)器人相比，最大的不同就是就是它是軟的。穿上這個(gè)像牛仔褲一樣的下肢外骨骼，老年人和殘疾人們的自主活動(dòng)能力就可以得到極大提高。這個(gè)外骨骼采用先進(jìn)的紡織面料和智能材料來(lái)打造感應(yīng)器和剛性接頭，內(nèi)置的感應(yīng)器能感應(yīng)到用戶的動(dòng)作和意圖，從而控制各種單元進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，然后通過(guò)促動(dòng)器提供合適的輔助。也就是說(shuō)，外骨骼提供什么形式的輔助完全取決于用戶在某個(gè)瞬間的需求。能讓患者恢復(fù)正常人一樣的四肢功能，而簡(jiǎn)潔的外形和輕便的體積又能讓患者忘記它的存在，或許這就是穿戴式康復(fù)機(jī)器人未來(lái)的發(fā)展之路。
英國(guó)市場(chǎng)研究公司Technavio在2016年3月份發(fā)布報(bào)告稱2015年全球康復(fù)機(jī)器人銷售額（行業(yè)規(guī)模）為5.77億美元，預(yù)計(jì)到2020年，市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到17.3億美元，復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá)24.51%?？祻?fù)機(jī)器人市場(chǎng)在美國(guó)歐洲等發(fā)達(dá)地區(qū)的市場(chǎng)份額及增速要明顯高于發(fā)展中國(guó)家。
而根據(jù)另一家統(tǒng)計(jì)公司Grand View Research的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，醫(yī)療機(jī)器人的各類產(chǎn)品中手術(shù)機(jī)器人占比最高，在60%以上，是醫(yī)療機(jī)器人中銷售量最大的機(jī)器人。其次為微創(chuàng)放射性手術(shù)系統(tǒng)，約占20%。急救機(jī)器人、外骨骼機(jī)器人、輔助康復(fù)機(jī)器人、非醫(yī)療醫(yī)院機(jī)器人等占比均較小。雖然醫(yī)療機(jī)器人中市場(chǎng)份額最大的雖然是手術(shù)機(jī)器人，但是增長(zhǎng)速度最快的卻是康復(fù)機(jī)器人。
根據(jù)GrandViewResearch的預(yù)測(cè)，外骨骼機(jī)器人、輔助康復(fù)機(jī)器人從2012年到2022年，市場(chǎng)占比明顯提升。據(jù)估算，未來(lái)5年廣義康復(fù)機(jī)器人的年復(fù)合增長(zhǎng)率約為37%，其中康復(fù)機(jī)器人年復(fù)合增長(zhǎng)率為21%，外骨骼機(jī)器人年復(fù)合增長(zhǎng)率為47%，遠(yuǎn)高于其他類別的醫(yī)療機(jī)器人的平均增速。這兩家公司預(yù)計(jì)的康復(fù)機(jī)器人符合增長(zhǎng)率雖然數(shù)據(jù)有微小差異，但是都一致認(rèn)為康復(fù)機(jī)器人的增長(zhǎng)率是醫(yī)療機(jī)器人中最快的。
國(guó)外康復(fù)機(jī)器人龍頭
ReWalk Robotics
以色列外骨骼系統(tǒng)提供商ReWalk Robotics于2014年9月在納斯達(dá)克上市。該公司制造可穿戴外骨骼動(dòng)力設(shè)備，幫助腰部以下癱瘓者重獲行動(dòng)能力，ReWalk于2012年獲得歐盟認(rèn)證，進(jìn)入歐洲市場(chǎng)，2014年6月ReWalk的外骨骼產(chǎn)品通過(guò)了美國(guó)藥物與食品管理局（FDA）的審批，是首款也是唯一一款獲得 FDA 批準(zhǔn)的外骨骼產(chǎn)品。
公司旗下共有兩款產(chǎn)品，分別是ReWalk Personal和ReWalk Rehabilitation，前者主要適合家庭、工作或社交環(huán)境中使用，通過(guò)傳感器和監(jiān)控器，使患者站立、行走和爬樓；后者則是用于臨床修復(fù)，為癱瘓患者提供物理治療方式，包括減緩癱瘓導(dǎo)致的肢體疼痛、肌肉痙攣、幫助腸道消化系統(tǒng)、加速新陳代謝等；中風(fēng)和腦癱患者也是ReWalk未來(lái)的目標(biāo)人群。
HOCOMA AG
瑞士HOCOMA AG公司成立于1996年，與歐美多國(guó)高校合作研發(fā)高端康復(fù)治療與訓(xùn)練產(chǎn)品。作為國(guó)際知名的醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人公司，其醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人在人體工程學(xué)、電子傳感器、計(jì)算機(jī)軟硬件和人工智能等眾多方面具備先進(jìn)技術(shù)。
該公司主要提供四款康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)品：
Lokomat：是一款能夠提供即時(shí)反饋與評(píng)估的步態(tài)訓(xùn)練機(jī)器人，對(duì)中風(fēng)、脊髓損傷 、創(chuàng)傷性腦損傷、多發(fā)性硬化癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者有良好的康復(fù)效果。目前，Lokomat幾乎壟斷中國(guó)高端康復(fù)機(jī)器人市場(chǎng)。
Armeo：是一款能夠提供即時(shí)反饋與評(píng)估的上肢康復(fù)機(jī)器人，支持從肩膀到手指的完整的運(yùn)動(dòng)鏈治療，能夠根據(jù)患者的情況自動(dòng)提供協(xié)助。即使是癥狀嚴(yán)重的患者，也能用此款設(shè)備進(jìn)行高強(qiáng)度的早期康復(fù)治療。
Erigo：是一款集成的傾斜機(jī)器人系統(tǒng)，用于長(zhǎng)期臥床病人的早期神經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練。
Valedo系列：用于背部疼痛治療，包括Valedoshape、Valedomotion和Valedo三款產(chǎn)品，分別用于脊柱評(píng)估、診所治療和家庭治療。
Ekso Bionics
Ekso Bionics是一家上市公司，公司前身是 Berkeley Bionics。該公司是應(yīng)用機(jī)器外骨骼提高人類運(yùn)動(dòng)能力方面的先鋒者，與軍方合作十多年，2012年開(kāi)始投身研究如何幫助下身癱瘓者。從它誕生時(shí)起，Ekso Bionics就與伯克利大學(xué)等世界級(jí)研究院形成了伙伴關(guān)系，從國(guó)防部獲得了科研經(jīng)費(fèi)并獲得美國(guó)洛克希德馬丁公司的專利技術(shù)。
Ekso Bionics是一款外骨骼機(jī)器人，該產(chǎn)品利用仿生原理，使下肢癱瘓的個(gè)人站起來(lái)，并借由重量支撐及其四點(diǎn)相互補(bǔ)償?shù)牟椒ピ诘孛嫘凶?。行走的達(dá)成是通過(guò)用戶向前的重量移動(dòng)來(lái)啟動(dòng)步行，電池供電的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)雙腿并代替神經(jīng)肌肉的功能。
Cyberdyne
Cyberdyne是一家專注于外骨骼康復(fù)機(jī)器人的日本公司。Cyberdyne將山海嘉之教授以及他在筑波大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的發(fā)明加以商業(yè)化。該公司的產(chǎn)品屬于混合輔助肢體，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了輔助下肢和機(jī)器人手臂。
Cyberdyne最吸引人的地方是意念控制。人體神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉在大腦打算移動(dòng)肢體的時(shí)候會(huì)發(fā)出微弱電信號(hào)，而外骨骼上安裝的一系列傳感器會(huì)持續(xù)監(jiān)測(cè)這些信號(hào)，并做出相應(yīng)的動(dòng)作。
Open Bionics
Open Bionics是一家專注于醫(yī)療型、助理型與操作型機(jī)器人的非上市公司。該公司的產(chǎn)品是價(jià)格實(shí)惠的機(jī)器義肢手臂。Open Bionics機(jī)器手與人手的重量相同，通過(guò)醫(yī)用電極與手臂肌肉相連。當(dāng)手臂肌肉收縮后，肌膚表面會(huì)有電子信號(hào)。感應(yīng)器獲取這種信號(hào)，然后將其傳遞給機(jī)械手。
國(guó)內(nèi)康復(fù)機(jī)器人
璟和技創(chuàng)
由前璟集團(tuán)和章和電氣合資成立的公司，推出的Flexbot多體位智能康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)針對(duì)腦卒中、顱腦損傷、脊髓損傷等患者輔助康復(fù)。Flexbot為患者提供了一個(gè)下肢康復(fù)訓(xùn)練的工作站，能準(zhǔn)確模擬正常人的步態(tài)，應(yīng)用于下肢康復(fù)訓(xùn)練，提高下肢步行功能訓(xùn)練的康復(fù)效果。
安陽(yáng)神方
安陽(yáng)神方康復(fù)機(jī)器人有限公司研發(fā)的上肢康復(fù)機(jī)器人正式通過(guò)醫(yī)療器械市場(chǎng)準(zhǔn)入審查，是國(guó)內(nèi)康復(fù)機(jī)器人行業(yè)首家應(yīng)用于臨床、取得醫(yī)療器械注冊(cè)證的產(chǎn)品。它的上市將打破國(guó)內(nèi)上肢康復(fù)機(jī)器人依賴進(jìn)口產(chǎn)品的局面。
金明精機(jī)
金明精機(jī)與清華大學(xué)機(jī)械工程系成立聯(lián)合研究中心，開(kāi)展對(duì)神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人的研究。與國(guó)外同類技術(shù)相比，清華大學(xué)季林紅團(tuán)隊(duì)研制的神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人已具備國(guó)際領(lǐng)先水平，尤其在將反饋控制技術(shù)應(yīng)用于臨床的訓(xùn)練模式以及對(duì)緩解痙攣等康復(fù)治療等技術(shù)方面。
迪馬股份
迪馬股份于2015年與電子科技大學(xué)合作，將在基于外骨骼技術(shù)的個(gè)人作業(yè)平臺(tái)、人機(jī)耦合技術(shù)及助力型外骨骼、康復(fù)醫(yī)療外骨骼等方面進(jìn)行研發(fā)合作。
直擊康復(fù)機(jī)器人發(fā)展歷程，共探康復(fù)之路，就在世界醫(yī)療機(jī)器人大會(huì)?，F(xiàn)場(chǎng)更有俄羅斯外骨骼康復(fù)機(jī)器人創(chuàng)業(yè)公司Exoatlet講述真實(shí)的研發(fā)故事！
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