<noframes id="1zd1b">

<form id="1zd1b"></form>

<noframes id="1zd1b"><form id="1zd1b"><span id="1zd1b"></span></form>
    <form id="1zd1b"><nobr id="1zd1b"><th id="1zd1b"></th></nobr></form>

    <p id="1zd1b"></p>
      <noframes id="1zd1b"><form id="1zd1b"><th id="1zd1b"></th></form>

          穿上「鋼鐵戰衣」走路后,我看見另一個世界

          摘要

          每走一步都像笨拙的親吻

          作者 | 凌晨

          編輯 | 詩婕


          很長一段時間,脊髓損傷在科學上被認為是不可逆的。生長在人脊椎里的中樞神經,損傷后也不再恢復。人的功能喪失,就像斷裂的電路不可以再傳遞信息。不過上世紀 90 年代的研究發現,重復的踏步動作可以讓「斷電」脊髓重新控制運動。

          2003 年,在清華精密儀器系攻讀博士后的帥梅開始了「仿人機器人」(humanoid robot)的學術研究。六年后,在先前基礎上,她將研究的目標轉向了下肢外骨骼機器人。2016 年,她創立了大艾公司,其所生產的外骨骼機器人被運用在臨床實驗中,對腦癱、截癱患者起到了明顯的療效。

          今年 11 月,我在大艾體驗了外骨骼下肢。


          「15 年不如這 5 天」

          以膝蓋為分界點,我被量了小腿和大腿的長度。座椅一樣的器械調好,我就坐了進去,腳、膝蓋、大腿、腰部、肩膀全部被綁帶固定好了。隨著身體被機器一點點牽引至站立,我有些興奮,人體就這樣便能和外骨骼下肢「共生」行走。

          位于北京大興區的大艾公司也是一個康復訓練基地。辦公區下一層,地面被貼紙劃分為幾個區域,十幾臺外骨骼機器人靠墻擺放,每天都有病人來這里訓練。

          對我而言,試穿這些外骨骼機器人是一次「特權」。它們的功能在于幫助癱瘓或行走不便的人群進行下肢康復。

          「落地的時候重心可能會向前傾一下,不用害怕。」一直陪同的小滿對我說。她是大艾的實習生。陪其它癱瘓人士第一次試用時,她總這樣習慣性囑咐,不過于我有些多余。

          從腰肢以下都像被樹藤纏繞著,也像被一只巨掌握住,重心輕微晃動,我幾乎無覺察,但是對于長期臥床的病人而言,乍一站立,很可能出現體位性低血壓。

          站立是人基因中的本能,行走也是。當我使用助力模式,機器給力 60%,剩下 40% 靠自己。每次用力蹬步,碰到地面,腳底的喜悅就像本能一樣傳來,期待著下一步。每一步都像一個笨拙的親吻。

          試穿大艾機器人 | 極客公園現場拍攝


          「我這 15 年活得不如這 5 天。」大艾機器人 CEO 帥梅記得很清楚,2018 年,15 歲的小姑娘安琪,對她說了這句話。那時候安琪選擇在高二下學期休學,有了時間來公司集中訓練。使人意外的是,僅僅訓練了 5 天后,她就可以穿戴下肢機器人拄拐自主行走。

          「高考對我來說確實挺難的,而且就算我考上了,身體條件也不允許我去讀」。由于大腦運動區域先天欠發育,寫字對她來說是不那么容易,在規定時間里用手把考卷寫完就是一個挑戰。現在安琪 19 歲了,聊天時,她驕傲地向我展示字跡工整的筆記本,最初學寫字時,她寫一個字要花 40 分鐘。

          媽媽比喻,女兒的狀態是「腦細胞無法支配身體的零件」。由于出生半個月才確診腦癱,沒有及早干預,一兩歲時,醫生對安琪希望僅僅是:日后能夠坐起來、雙手做到合掌的動作就行。一家人一直努力康復,但是沒有什么訓練手段能夠教會她走路。大約 7 年前,她在康復中心嘗試過一次用拐杖,完全站不住,整個人往后傾倒。「然后大家就知道,安琪不行。我就再也沒有用過拐杖了。」

          是機器人開始教會她怎樣使用雙腿。讓她體驗「獨立行走」的艾動機器人大約重 20 公斤。和我穿戴的外骨骼還有一些不同,只有腰腿部的鈦合金骨骼架,沒有外圍的站立輔助支架。

          安琪一開始嘗試帶著框架輔助的外骨骼進行訓練,大艾機器人 CEO 帥梅看到安琪的狀態挺好,提議她試一試穿另外一款,拄拐杖走。

          最早研發外骨骼機器人的時候,帥梅并沒有設想能幫助到像安琪這樣的「腦癱」患者。安琪也沒有想象過自己的余生能夠擺脫輪椅。現在,她能夠用肘拐走路,最大的愿望是繼續擺脫拐杖,多出一只手,就可以更好地照顧自己。


          外骨骼機器人艾康(左)、艾動(右)|來源:大艾機器人


          機器向人學,再教會人

          對帥梅而言,研發外骨骼機器人,可以追溯到她 03 年在清華精密儀器系做博士后。剛開始,她的研究方向是「仿人機器人」(humanoid robot)。

          那時她研究如何讓機器人模仿人行走。她向我回憶,當年她所在的團隊做成的「中國第一個崎嶇路面上行走的仿人機器人」,在地上隨意撒一把從 5 毫米到 2 里面高低不等障礙片,小機器人能夠跨越障礙走過去不摔倒。「這也為所有的技術打下了基礎。」

          對人而言,腳下突然遇到凸起,會條件反射做出反應,甚至能夠瞬間調整重心避免摔倒,這源于自我保護的本能。讓機器人習得這樣的「本能」卻不容易,帥梅團隊的策略是通過算法計算腳底受力,再依此來調節腿和軀干的步態。


          帥梅2006年發表論文中的五軸仿人機器人系統示意圖 | 來源:IEEE


          那時,仿人機器人是一個前沿的學術領域,而帥梅希望做出能夠實際應用的技術。用作醫療器械的「外骨骼機器人」成為了合適的選擇。最初設計時,她的目標是做幫助老年人和偏癱患者恢復行走功能的機器人。

          或許是研究過步態,讓她對人的走路姿勢多一分敏銳。交談時,帥梅不時從椅子上起身,模仿各種走路姿勢。她腳底貼著地面,左右腳挨在一起,相互向前撮挪——一次在地下通道,她看見一個老大爺用這樣的姿勢走路,「我就在想,人到老了如果都是這樣的一個狀態,生活就會很悲哀。」在北航校園,她經常看到走路不便的退休教師,母親年紀變大,腿腳也逐漸不便。

          以仿人機器人的技術積累為基礎,研究外骨骼下肢的步態研究、控制方式、機構設計,在技術路徑上也順理成章。于是在 2009 年左右,她將研究的目標轉向了下肢外骨骼機器人。2016 年,大艾公司成立,開始產業運作。在臨床實驗中,她發現下肢機器人對腦癱、截癱患者都有明顯的療效。

          一年后的 2017 年,邵海鵬在北京第一次穿上了大艾機器人。「坐著看世界和站著看世界,那是兩個世界」。

          半年多前,做電焊工作的他從 17 米高的地方墜落,安全帶折斷,腰部到胸部的第 11、12 截脊椎斷裂性骨折。從此,他成為一名截癱患者,肚臍兩三寸之下再沒有知覺,之后就沒有這樣「自然地」站起來過了,被機器人帶著向前走的時候,雙腿依舊沒有任何知覺。但他覺得「跟自已走一樣,就閉著眼睛往前走」。

          沒有知覺,大腦也無法指揮腿部。做理療時,康復師一邊將他的腿抬起,一邊讓他用「意念」想象自己的腿能夠抬起——邵海鵬對截癱前的走路狀態還有記憶,而對從沒有用雙腿走過路的安琪來說,尋找站立的姿勢則需要兩個人輔助完成,一個人扶著腰,一個人扶著腿。

          「很多人都有一些誤區,認為做一個外骨骼,只要能讓這個人站起來走幾步,就徹底解決了問題。」帥梅向我解釋,普通人擁有自主平衡的能力,外骨骼則是要教會病人在步行的動態中平衡。由于技術上的創新和臨床療效的驗證,大艾機器人在 2018 年獲得中國首個外骨骼機器人 CFDA 注冊證(這意味著醫療器械可以作為產品進入市場)。

          過去很長一段時間,脊髓損傷在科學上被認為是不可逆的。生長在人脊椎里的中樞神經,損傷后也不再恢復。人的功能喪失,就像斷裂的電路不可以再傳遞信息。不過上世紀 90 年代的研究發現,重復的踏步動作可以讓「斷電」脊髓重新控制運動。

          這與大腦通過中樞神經傳遞信號控制運動不同,更像是一種經由外界刺激、被動訓練的回路。「通過機器人被動行走,向身體輸入信號。細胞的生長是局部的。」三甲醫院的康復醫師陳思婧向極客公園解釋。

          至少目前科學家已經發現,脊髓回路具有某些「可塑性」,并且能夠觸發一定的功能。但是中樞神經損傷依舊是世界級的學術難題。對于那些帶著「學術難題」去生活的病人而言,他們更想通過訓練去解決細小而具體的問題:比如蹲下來可以再站起來、放開拐杖能夠多站一會。

          「每天 1 毫米」

          到了 2019 年春天,16 歲的安琪想走出家門。

          經由外骨骼機器人,她的雙腿已經學到了走路姿勢,她想試一試在沒有「機器教練」的幫助下,用自己的雙腿探索世界——目標是小區院子外、八車道馬路對面商場里的冰淇淋店鋪。這條媽媽日常用 15 分鐘走完的路線,她走了 4 個小時,但這是她第一次「獨立」行走。第二天起床,她看見手肘上鼓起了鴿子蛋大小的腫包。昨天拄著肘拐的勞累讓她得了腱鞘炎。

          但她忘不了在那個春天里品嘗了冰淇淋的甜。現在她走同樣的路線,從家去到商場,只需要 40 分鐘。

          「姐姐,你去跑馬拉松,跑得氣喘吁吁所用的那些力量,可能就相當于我走了一小步。」安琪對我說。


          拄著肘拐的安琪 | 來源:受訪者


          這年底,癱瘓坐輪椅 8 年的王先生在抖音上刷到了大艾機器人,于是租了一輛在家訓練。他找回了擁有雙腿的感覺,能夠半夜自己翻身。雙腿開始生長肌肉,從前因肌肉萎縮而「像塑料皮一樣」皺起的表皮開始恢復彈性。和我說話時,他拍著自己的大腿,「現在拍這里有感覺了」,使用大腿的力氣,他可以把小腿微微抬起。

          按照通常的醫療判斷,癱瘓后最好的恢復期是半年內。從這個角度而言,邵海鵬比王先生幸運很多,剛癱瘓 6 個月就遇到了大艾機器人。20 多歲的他堅持訓練,恢復得很快,還在 2018 年穿著機器人用 9 天時間走完了全程的馬拉松——那些晚上,各種疼痛讓他失眠,淌下的汗滲在床上形成一個「大」字,但下身的知覺每天都往下擴散。這種感覺一直持續到馬拉松之后的一段時間,「用手可以摸出來,每隔一兩天就會往下移一兩指」。

          現在,邵海鵬使用肘拐能夠蹲下來,再自己站起來,這意味更大的自由:出門走累了,可以停下休息,再繼續走。他想做一件事:騎車環游中國,到每個地方的殘聯,可以停留幾天跟人們交流康復經驗。要真的實現這個愿望至少需要一筆錢,和一輛耐用的車。目前他正在家里手動做一輛「躺車」。

          邵海鵬想用來環游中國的「躺車」示意圖 | 來源:受訪者


          即使癱瘓了五六年,通過訓練也能緩慢進步。陳思婧向極客公園介紹,「以前可能會覺得病程兩三年,差不多就定型了」。在康復醫院工作的她有機會觀察到,一些病人在五六年、甚至十年的時間跨度中,都在逐漸恢復。

          在求醫的過程中,一位康復醫院的專家對王先生說:可能你每天都在恢復,假設神經系統有 1000 米,你可能每天只恢復 1 毫米,只是速度慢而已。

          下肢癱瘓會帶來一系列的「廢用綜合征」。身體機能異常首先會影響泌尿系統,日積月累就容易得尿結石、腸胃病。肌肉萎縮、神經疼也伴隨左右。曾有一位康復訓練的病友,白天還與他一起訓練,半夜便自殺了,「一定是疼得心臟受不了了。」他也經歷過整整 24 小時的神經疼,身體對止疼藥已經產生了耐藥性,只能靠意志挨過去。

          現在,他感受到相信的力量。就像一直拿著刀劍戰斗,突然發現了一輛坦克,「如果此前內心的希望是 10%,現在是 70%」。他不時在網上關注最新的技術進展,希望有一天可以恢復到像普通人一樣。

          在康復醫師看來,下肢機器人是一個工具,能產生很好的效果,但更重要的是康復醫生如何去使用它,需要制定適合病人的治療方案。想取得長期積累的療效,每次使用的時長、頻率、助力的參數不一。方案需因人而異。比如有的病人勉強能走,卻有一條腿伸不直,這就需要醫生去探索如何靈活使用、與其它的訓練一起配合。

          2018 年的一次展會上,北美康復工程與輔助器具協會的主席,Mary Ellen Buning 女士在大艾的展臺前與帥梅交流了一個小時。Mary 是一位高位截癱患者,她對帥梅說,希望大艾的產品能夠幫助到美國的癱瘓人群。

          美國很早就有了外骨骼機器人,像 Rewalk 公司的產品已經商業化。與大艾機器人不同的是,它適用于已經可以勉強站立的人群,穿戴后行動不便的人就能夠自如運動。這樣的產品很難幫助一個下肢無力的人站立起來。「它適應患者類型相對較窄。」帥梅解釋。

          陳思婧從康復訓練的視角介紹,當病人有基本行動能力,力量足夠,但是不能很好地控制動作,就需要更細致地矯正動作。這方面她用過輔助性最強的外骨骼是加拿大的 Keeogo。這款外骨骼能夠在上下樓梯時實時計算關節的角度和用力,并通過算法施加外界干預和指導。


          Rewalk(左) 和 Keeogo (右)的外骨骼


          離開大艾時,小滿把我送出門。她學的是康復專業,畢業后想留在這里工作。閑聊中她告訴我,之所以選擇這份專業,與家人先天性殘疾有關。只是目前的科技,尚無法有效解決她家人所面臨的問題。

          我們陷入了一段沉默。

          不過,「微小」的改善能讓她在工作中獲得滿足。她教病人怎樣使用機器人,「有一個病人癱瘓 18 年了,下肢的感知正在恢復,力量也一點點練出來了,他有信心有朝一日能站起來。」看見他們站起來,「我也會跟著高興」。

          (應采訪對象要求,小滿為化名。)

          編者按

          如果說二十年前的互聯網還是一個襁褓中的嬰兒,高速發展過后,科技互聯網已經成為一個肌肉發達的年輕人——人們從向往、希冀到警惕,甚至恐懼它的巨大力量——科技除了在歡快的奔跑中改造著舊世界,也迎來了需要對新世界承擔更多責任的時代。

          科技不應該只是一次次精準推送、一個個創造時間黑洞的消費產品,其使命也不該是無限的「增長游戲」和對用戶數據的「竭澤而漁」,而應該回到「人」本身。

          極客公園不只關注「新科技」,也關注「心科技」——Tech with Heart

          我們找到一些團隊和人,他們正利用科技的手段、創新的方式,創造著對社會更高的「ROI」。

          這是「心科技」策劃的第九篇。


          本文由極客公園 GeekPark 原創發布,轉載請添加極客君(ID: geekparker)

          最新文章

          極客公園

          用極客視角,追蹤你最不可錯過的科技圈。

          極客之選

          新鮮、有趣的硬件產品,第一時間為你呈現。

          頂樓

          關注前沿科技,發表最具科技的商業洞見。

          成年片黄色电影大全 - 视频 - 在线观看 - 影视资讯 -酷酷网