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Das Exoskelett, das in unzähligen Film- und Fernseharbeiten auftaucht, wird zur „Rüstung“, die unzähligen gelähmten Patienten das Gehen wieder ermöglicht. Im Jahr 2013 entwickelte das Shuai Mei-Team der Beihang-Universität den ersten Exoskelett-Roboter in China. Im Jahr 2016 wurde Daai Robot angekündigt. Nach mehr als zehn Jahren intensiver Forschung, Entwicklung und Vermarktung ist die „schwarze Technologie“ von Exoskelett-Robotern aus Universitätslaboren in den riesigen Rehabilitationsmarkt eingetreten und hat den Titel Chinas erstes innovatives Exoskelett-Medizingerät der Klasse II und das erste gewonnen Eine Registrierungsbescheinigung für Medizinprodukte hat das Dilemma geändert, dass schwere bösartige Erkrankungen wie Querschnittslähmung, Hemiplegie und Zerebralparese kaum geheilt werden können. Mit Hilfe von Exoskelett-Robotern erlangten querschnittsgelähmte Patienten nicht nur das Gefühl für ihre Beine zurück, sondern absolvierten sogar einen kompletten Marathonlauf. Derzeit haben 200 bis 300 Krankenhäuser im ganzen Land Daai-Exoskelettroboter eingeführt. Jede Maschine kann täglich etwa 16 Patienten beim Rehabilitationstraining unterstützen und so die Rehabilitationseffizienz erheblich verbessern.

Ein Exoskelett tragen, um einen Marathon zu absolvieren

In der Nähe der südlichen dritten Ringstraße in Peking befindet sich zwischen Wohngebäuden ein unauffälliges Sanierungszentrum. Das Rehabilitationszentrum ist mit verschiedenen Arten von „Stahlskeletten“ gefüllt, die Patienten mit Schlaganfall, Hemiplegie, Querschnittslähmung, Zerebralparese usw. bei der Durchführung eines Rehabilitationstrainings für das Gehen der unteren Gliedmaßen helfen können. An einem Freitagnachmittag traf ein Reporter der Beijing Business Daily Shao Haipeng, der hier ein Rehabilitationstraining absolvierte.

Im Jahr 2017 stürzte Shao Haipeng aufgrund eines Unfalls aus großer Höhe. Nachdem er ins Krankenhaus eingeliefert wurde, wurde festgestellt, dass er aufgrund einer Rückenmarksverletzung eine Querschnittslähmung an beiden unteren Gliedmaßen hatte.

In Shao Haipengs Erzählung ist die Gefangenschaft im Rollstuhl nur die erste Hälfte der Geschichte. Durch Zufall erfuhr Shao Haipeng von einem Rehabilitationsspezialisten, dass ein Unternehmen in Peking den neuesten Exoskelett-Roboter entwickelt hatte, der querschnittsgelähmten Patienten bei der Genesung helfen könnte. Das Unternehmen rekrutiert Freiwillige für klinische Studien. Mit der Einstellung, es auszuprobieren, kam Shao Haipeng nach Peking. Mit Hilfe der Maschine kehrte Shao Haipengs verlorenes Gefühl in seinem Unterkörper in weniger als einem Monat langsam zurück und er begann, die Kontraktion seiner Oberschenkelmuskeln zu spüren.

Als Shao Haipeng Hoffnung sah, kontaktierte er nach dem Experiment erneut das Exoskelett-Roboterunternehmen namens Daai Robot und begann mit einem Exoskelett-Rehabilitationstraining, das zu diesem Zeitpunkt nur wenige Menschen ausprobiert hatten. Heute, sieben Jahre später, kann Shao Haipeng mithilfe der Exoskelett-Robotertechnologie selbstständig und aus eigener Kraft gehen.

Im Jahr 2018 absolvierte Shao Haipeng auch einen kompletten Marathon mit einem Exoskelett-Roboter. Er belegte in einer Gesamtzeit von 9 Tagen und einer Nettozeit von 26 Stunden den ersten Platz und brach den ausländischen Weltrekord, einen Roboter-Laufmarathon in 15 Tagen zu absolvieren.

Wie Shao Haipeng können immer mehr hemiplegische und querschnittsgelähmte Patienten mithilfe der Exoskelett-Technologie wieder laufen. Shuai Mei, Professor an der Universität für Luft- und Raumfahrt Peking und Gründer und Vorsitzender von Daai Robot, sagte einem Reporter der Beijing Business Daily, dass Daai Robots Exoskelett-Roboter eines der ersten wissenschaftlichen und technologischen Unternehmen in China sei, das sich auf den Bereich der Exoskelette konzentriert habe Die Produkte wurden bei 200 Unternehmen im ganzen Land eingesetzt – 300 Krankenhäuser. Am Beispiel Peking sind derzeit mehr als 40 Krankenhäuser mit Daai-Exoskelettrobotern als Rehabilitationsgerät ausgestattet.

Shuai Mei sagte, dass das Aufkommen von Exoskelett-Robotern den Patienten nicht nur das Gehen wieder ermöglicht, sondern auch die bestehende Rehabilitationseffizienz verbessert. Wenn ein Krankenhaus zwei Exoskelett-Roboter-Rehabilitationsgeräte kauft, kann jedes Gerät täglich mindestens 16 bis 17 Patienten beim Rehabilitationstraining unterstützen. Im Vergleich zum aktuellen Rehabilitationsmodell, das von Rehabilitationsärzten dominiert wird, sind Effizienz und Effektivität erheblich verbessert.

Vertreter der „Integration von Medizin und Industrie“

Gemessen an der Forschungsgeschichte auf dem Gebiet der Exoskelette begann die ausländische Forschung und Entwicklung fast zehn Jahre früher als die inländische Forschung. Der weltweit erste aufrecht gehende Exoskelettroboter wurde im Jahr 2000 in der Schweiz geboren. Zu dieser Zeit war die inländische Forschung auf dem Gebiet der Exoskelette nahezu Null. Im Jahr 2010 begann Shuai Mei, der an der Beihang-Universität lehrt, in die Forschung an Exoskelett-Robotern zu investieren.

Es versteht sich, dass ein Exoskelett neben dem menschlichen Skelett ein weiteres Skelett ist, das von einer externen Energiequelle angetrieben wird. Beim Antreiben von Menschen zum Gehen muss das Exoskelett eine menschenähnliche Wirkung erzielen. Daher ist die Simulation des Rehabilitationsgangs durch Gangalgorithmen zur Kerntechnologie in Forschung und Entwicklung geworden.

Shuai Mei sagte, dass das Exoskelett aus struktureller Sicht eigentlich ein Produkt mit Metallstruktur sei und nicht sehr flexibel sei. Wenn es auf Menschen einwirkt, ist es aufgrund des Freiheitsgrades schwierig, die Wirkung realer Menschen zu simulieren.

Angesichts dieser tatsächlichen Situation vereinfachten Shuaimei und sein Team während des Entwicklungsprozesses den ursprünglich konzipierten Exoskelett-Roboter und konzentrierten sich dabei auf die Hüft- und Kniegelenke. Durch die Ausführung von zwei Rotationsbewegungen um die horizontale Ebene kontrollierten sie die Haltung des Anhebens der Beine und der Landung Boden ist die Gehhaltung. Gleichzeitig wird durch die Erstellung eines dynamischen Modells des bionischen Muskel-Skelett-Roboters der unteren Extremitäten eine stabile Gehkontrolle des Exoskelett-Roboters der unteren Extremitäten basierend auf der Hybrid-Compliance-Steuerung von Kraft und Position erreicht.

Im Jahr 2013 entwickelte das Team von Shuai Mei den Exoskelettroboter der ersten Generation. Im Jahr 2016 wurde Daai Robotics offiziell gegründet. Heute hat Daai Robot sechs Serien und mehr als zehn Exoskelett-Roboterprodukte entwickelt. Das „Stahlskelett“, das früher nur in Universitätslaboren zu sehen war, ist auf den Markt gekommen.

Als repräsentatives Produkt der „Integration von Medizin und Industrie“ ist die Forschung und Entwicklung von Exoskelett-Robotern keine einmalige Lösung und erfordert weitere Untersuchungen im Rahmen von Markttests. Um den Exoskelett-Roboter für mehr Krankheiten und längere Krankheitsdauern geeignet zu machen, hat Daai Robot im Taillen- und Hüftbereich einen sicheren, balancierenden mobilen Ständer hinzugefügt, um das sichere Gehen und die Balance des Produkts in klinischen Anwendungen zu verbessern. Mobilität und Rehabilitationswirksamkeit, dieses Design ist ein weltweites Original.

Was die Kosten betrifft, so kostet die medizinische Version des Exoskelett-Roboters aufgrund der hohen Materialkosten für Exoskelett-Roboter und der Notwendigkeit, den Patienten genau zuzuordnen, leicht eine Million Yuan und ist nicht für den Heimgebrauch geeignet. Um Kosten zu senken und persönliche Bedürfnisse zu erfüllen, hat Daai Robot in den letzten Jahren auch damit begonnen, persönliche Versionen von Exoskelett-Robotern zu entwickeln. Derzeit hat Daai Robot persönliche Versionsprodukte mit Preisen zwischen mehr als 20.000 Yuan und 160.000 Yuan auf den Markt gebracht. Diese Exoskelett-Roboter sind nach Zweck unterteilt und können in der täglichen Rehabilitation und in der verfeinerten Rehabilitation eingesetzt werden.

Niedriger Preis, leicht, KI-basiert

Obwohl die inländische Produktion von Exoskelett-Robotern erst spät begonnen hat, richtet sich dieser Bereich an die fast 20 Millionen körperlich behinderten Menschen und die wachsende alternde Bevölkerung, und es besteht eine große Nachfragelücke. Nach Angaben des National Bureau of Statistics wird die Gesamtzahl der körperlich behinderten Menschen in meinem Land im Jahr 2023 17,355 Millionen betragen. Die meisten Menschen mit körperlichen Behinderungen können nicht gehen, stehen und sind längere Zeit bettlägerig. Das Aufkommen der Exoskelett-Robotertechnologie gibt ihnen die Chance, wieder zu laufen.

Nach Ansicht von Shuai Mei ist die Bedeutung der Exoskelett-Robotertechnologie für den Bereich der Rehabilitation nicht nur ein Sprung von 0 auf 1, sondern auch ein Sprung von 1 auf 100. Vor dem Aufkommen von Exoskelett-Robotern wurden viele schwierige und schwere Hemiplegie-Patienten viele Jahre lang in Krankenhäusern mit traditionellen Rehabilitationsmethoden trainiert, jedoch mit wenig Erfolg. Nach einem interventionellen Training mit Exoskelett-Robotern können viele Patienten in nur etwa 6–9 Monaten selbstständig gehen und dabei den korrekten Gang beibehalten, ohne dass es zu einer Beeinträchtigung der Gehfähigkeit kommt.

Ein Reporter der Beijing Business Daily stellte fest, dass Rehabilitationstrainingsprojekte mit Exoskelettrobotern in die Kategorie A der Krankenversicherung Pekings aufgenommen wurden, um den finanziellen Druck auf Patienten während der Rehabilitation zu verringern.

Als Shuai Mei über den nächsten Schritt der technologischen Innovation sowie der Produktforschung und -entwicklung sprach, hat er integrativere und intelligentere persönliche Exoskelettprodukte ins Visier genommen. Nach der Schulung im Rehabilitationszentrum von Daai kamen viele Anwender auf die Idee, das Produkt mit nach Hause zu nehmen. In diesem Zusammenhang hofft sie, auf der Grundlage weiterer Produktinnovationen weiterhin preisgünstige, leichte und KI-basierte Produkte realisieren zu können.

In Bezug auf die Intelligenz sagte Shuai Mei, dass sich Exoskelett-Roboter mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der aktuellen künstlichen Intelligenz und der Technologie des maschinellen Lernens in eine intelligentere Richtung entwickeln werden. Das neue Produkt wird in der Lage sein, den Bewegungsstatus und den Rehabilitationsfortschritt des Trägers in Echtzeit zu überwachen, die Unterstützungsstrategie automatisch anzupassen und sich an die funktionellen Veränderungen des Patienten während des Rehabilitationsprozesses anzupassen. Exoskelette mit KI-Selbstlernfähigkeiten werden auch in der Lage sein, Patienten mit unterschiedlichen Arten und Schweregraden von Rückenmarksverletzungen oder Hirnverletzungen besser zu helfen.

Derzeit hat Daai Robot eine neue Generation von KI-Exoskelett-Roboterprodukten auf den Markt gebracht. Durch die „verkörperte Intelligenztechnologie“ der KI kann der Roboter die Bewegungsabsichten und Gehbedingungen des Trägers genau wahrnehmen. Gleichzeitig ist diese Produktgeneration auch leichter als zuvor.

Laut Shuai Mei werden KI-Exoskelett-Roboter künftig ein enormes Anwendungspotenzial in den Bereichen medizinische Rehabilitation, Altenpflege und allgemeine Gesundheit haben.

Das nächste Ziel von Daai Robot und Shuai Mei ist es, mehr Menschen mithilfe der Exoskelett-Robotiktechnologie wieder laufen zu lassen. Shao Haipeng, der wieder mit dem Laufen begonnen hat, hat auch einen Zukunftsplan für sich: Er hofft, ein elektrisch unterstütztes Fahrrad zu bauen und durch das Territorium Chinas zu laufen und dabei die Landschaft auf den drei neu eröffneten Nationalstraßen zu betrachten.

Beijing Business Daily-Reporter Zhao Boyu