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L'esoscheletro, apparso in innumerevoli opere cinematografiche e televisive, sta diventando l'"armatura" che permette a innumerevoli pazienti paralizzati di camminare di nuovo. Nel 2013, il team Shuai Mei dell’Università di Beihang ha sviluppato il primo robot esoscheletro in Cina. Nel 2016 è stato annunciato Daai Robot. Dopo più di dieci anni di approfondita ricerca, sviluppo e commercializzazione, la "tecnologia nera" dei robot esoscheletrici è entrata nel vasto mercato della riabilitazione dai laboratori universitari e ha vinto il titolo di primo dispositivo medico esoscheletro innovativo di Classe II in Cina e il primo Un certificato di registrazione di un dispositivo medico ha cambiato il dilemma della quasi totale assenza di guarigione dalle principali malattie maligne come la paraplegia, l’emiplegia e la paralisi cerebrale. Con l'aiuto di robot esoscheletrici, i pazienti paraplegici non solo hanno riacquistato la sensibilità delle gambe, ma hanno anche completato un'intera maratona di cammino. Attualmente, 200-300 ospedali in tutto il paese hanno introdotto i robot esoscheletrici Daai. Ogni macchina può aiutare circa 16 pazienti con allenamenti riabilitativi ogni giorno, migliorando notevolmente l'efficienza della riabilitazione.

Indossare un esoscheletro per completare una maratona

Vicino alla Terza Circonvallazione Sud di Pechino, tra gli edifici residenziali si trova un discreto centro di riabilitazione. Il centro di riabilitazione è pieno di vari modelli di "scheletri d'acciaio" che possono aiutare i pazienti con ictus, emiplegia, paraplegia, paralisi cerebrale, ecc. a eseguire allenamenti di riabilitazione della deambulazione degli arti inferiori. Un venerdì pomeriggio, un giornalista del Beijing Business Daily ha incontrato Shao Haipeng che stava seguendo un corso di riabilitazione qui.

Nel 2017, a causa di un incidente, Shao Haipeng è caduto dall'alto. Dopo essere stato portato d'urgenza in ospedale, era determinato ad avere una paraplegia di entrambi gli arti inferiori a causa di una lesione del midollo spinale.

Nel racconto di Shao Haipeng, essere intrappolati su una sedia a rotelle è solo la prima metà della storia. Per caso, Shao Haipeng ha appreso da uno specialista della riabilitazione che un'azienda di Pechino aveva sviluppato l'ultimo robot esoscheletro che potrebbe aiutare i pazienti paraplegici a riprendersi. L’azienda sta reclutando volontari per la sperimentazione clinica. Con la mentalità di provarci, Shao Haipeng è venuto a Pechino. Con l'aiuto della macchina, in meno di un mese, la sensibilità perduta di Shao Haipeng nella parte inferiore del corpo è tornata lentamente e ha iniziato a sentire la contrazione dei muscoli della coscia.

Vedendo speranza, Shao Haipeng contattò nuovamente la società di robot esoscheletrici chiamata Daai Robot dopo l'esperimento e iniziò un corso di riabilitazione dell'esoscheletro che poche persone avevano provato in quel momento. Oggi, sette anni dopo, con l'aiuto della tecnologia robotica esoscheletrica, Shao Haipeng può camminare in modo indipendente con le proprie forze.

Nel 2018, Shao Haipeng ha anche completato una maratona completa indossando un robot esoscheletro. Si è classificato primo in un tempo totale di 9 giorni e un tempo netto di 26 ore, e ha battuto il record mondiale straniero di aver completato una maratona di camminata robotica in 15 giorni.

Come Shao Haipeng, sempre più pazienti emiplegici e paraplegici ricominciano a camminare con l'aiuto della tecnologia dell'esoscheletro. Shuai Mei, professore all'Università di aeronautica e astronautica di Pechino e fondatore e presidente di Daai Robot, ha dichiarato a un giornalista del Beijing Business Daily che, essendo una delle prime imprese scientifiche e tecnologiche in Cina a concentrarsi sul campo degli esoscheletri, il robot esoscheletro di Daai Robot i prodotti sono stati applicati a 200 aziende in tutto il paese — 300 ospedali. Prendendo come esempio Pechino, più di 40 ospedali sono attualmente dotati di robot esoscheletrici Daai come attrezzature di riabilitazione.

Shuai Mei ha affermato che l’emergere di robot esoscheletrici non solo consente ai pazienti di camminare di nuovo, ma migliora anche l’efficienza della riabilitazione esistente. Calcolando se un ospedale acquista due apparecchiature di riabilitazione robot esoscheletriche, ciascun dispositivo può aiutare almeno 16-17 pazienti con formazione riabilitativa ogni giorno. Rispetto all'attuale modello riabilitativo dominato dai professionisti della riabilitazione, l'efficienza e l'efficacia sono notevolmente migliorate.

Rappresentante di "Integrazione della medicina e dell'industria"

A giudicare dalla storia della ricerca nel campo degli esoscheletri, la ricerca e lo sviluppo stranieri sono iniziati quasi dieci anni prima rispetto alla ricerca nazionale. Il primo robot esoscheletrico che cammina in posizione eretta è nato in Svizzera nel 2000. A quel tempo, la ricerca nazionale nel campo degli esoscheletri era quasi pari a zero. Nel 2010, Shuai Mei, che insegna all'Università di Beihang, ha iniziato a investire nella ricerca sui robot esoscheletrici.

Resta inteso che un esoscheletro è un altro scheletro guidato da una fonte di energia esterna oltre allo scheletro umano. Quando si guidano le persone a camminare, l’esoscheletro deve ottenere un effetto simile a quello umano. Pertanto, la simulazione dell’andatura riabilitativa attraverso algoritmi dell’andatura è diventata la tecnologia principale nella ricerca e nello sviluppo.

Shuai Mei ha affermato che dal punto di vista strutturale, l'esoscheletro è in realtà un prodotto con struttura metallica e non è molto flessibile. Quando agisce sulle persone, il grado di libertà è difficile da simulare l'effetto delle persone reali.

Vedendo questa situazione reale, Shuaimei e il suo team hanno semplificato il robot esoscheletro originariamente concepito durante il processo di sviluppo, concentrandosi sulle articolazioni dell'anca e del ginocchio. Eseguendo due movimenti rotatori attorno al piano orizzontale, hanno controllato la postura di sollevamento delle gambe e atterraggio sul piano il terreno è la postura del camminare. Allo stesso tempo, stabilendo un modello dinamico del robot bionico muscolo-scheletrico degli arti inferiori, si ottiene un controllo stabile della deambulazione del robot esoscheletrico degli arti inferiori basato sul controllo della compliance ibrida di forza e posizione.

Nel 2013, il team di Shuai Mei ha sviluppato il robot esoscheletro di prima generazione. Nel 2016 è stata fondata ufficialmente Daai Robotics. Oggi, Daai Robot ha sviluppato sei serie e più di dieci prodotti robotici esoscheletrici. Lo "scheletro d'acciaio" che una volta si vedeva solo nei laboratori universitari è entrato nel mercato.

In quanto prodotto rappresentativo dell '"integrazione tra medicina e industria", la ricerca e lo sviluppo di robot esoscheletrici non è una soluzione una tantum e richiede ulteriori esplorazioni nell'ambito di test di mercato. Nelle applicazioni pratiche, per rendere il robot esoscheletro adatto a più malattie e di lunga durata, Daai Robot ha aggiunto un supporto mobile di bilanciamento sicuro nella zona della vita e dei fianchi per migliorare la camminata sicura e l'equilibrio del prodotto nelle applicazioni cliniche e nella mobilità e l'efficacia della riabilitazione, questo design è un originale globale.

In termini di costi, a causa dell’elevato costo dei materiali del robot esoscheletro e della necessità di abbinare accuratamente i pazienti, la versione medica del robot esoscheletro costa facilmente un milione di yuan e non è adatta per l’uso domestico. Al fine di ridurre i costi e soddisfare le esigenze personali, negli ultimi anni Daai Robot ha iniziato a sviluppare anche versioni personali di robot esoscheletrici. Attualmente, Daai Robot ha lanciato prodotti in versione personale con prezzi che vanno da oltre 20.000 yuan a 160.000 yuan. Divisi per scopo, questi robot esoscheletrici possono essere utilizzati nella riabilitazione quotidiana e nella riabilitazione raffinata.

Prezzo basso, leggero, basato sull'intelligenza artificiale

Sebbene i robot esoscheletrici prodotti a livello nazionale siano stati avviati tardi, questo campo è rivolto ai quasi 20 milioni di persone con disabilità fisiche e alla crescente popolazione anziana, e vi è un ampio divario nella domanda. Secondo i dati dell'Ufficio nazionale di statistica, nel 2023 il numero totale di persone con disabilità fisica nel mio paese sarà di 17,355 milioni. La maggior parte delle persone con disabilità fisiche non possono camminare, stare in piedi e sono costrette a letto per lunghi periodi di tempo. L’emergere della tecnologia robotica esoscheletrica dà loro la possibilità di camminare di nuovo.

Secondo Shuai Mei, l’importanza della tecnologia dei robot esoscheletrici nel campo della riabilitazione non è solo un salto da 0 a 1, ma anche un salto da 1 a 100. Prima dell’avvento dei robot esoscheletrici, molti pazienti affetti da emiplegia grave e difficile venivano formati negli ospedali con metodi di riabilitazione tradizionali per molti anni, ma con scarso successo. Dopo l'addestramento interventistico utilizzando robot esoscheletrici, molti pazienti possono raggiungere una deambulazione indipendente con l'assistenza della macchina in soli 6-9 mesi circa e possono mantenere un'andatura corretta senza alcuna regressione nella capacità di camminare.

Un giornalista del Beijing Business Daily ha osservato che, al fine di ridurre la pressione finanziaria sui pazienti durante la riabilitazione, i progetti di formazione riabilitativa che utilizzano robot esoscheletrici sono stati inclusi nella categoria A dell’assicurazione medica di Pechino.

Parlando del prossimo passo dell'innovazione tecnologica e della ricerca e sviluppo dei prodotti, Shuai Mei ha puntato su prodotti esoscheletrici personali più inclusivi e intelligenti. Dopo l'allenamento presso il centro di riabilitazione di Daai, molti utenti hanno avuto l'idea di portare il prodotto a casa. A questo proposito, spera di realizzare ulteriormente prodotti a basso prezzo, leggeri e basati sull'intelligenza artificiale sulla base di un'ulteriore innovazione dei prodotti.

In termini di intelligenza, Shuai Mei ha affermato che con il continuo progresso dell’attuale intelligenza artificiale e della tecnologia di apprendimento automatico, i robot esoscheletrici si svilupperanno in una direzione più intelligente. Il nuovo prodotto sarà in grado di monitorare lo stato di movimento di chi lo indossa e i progressi della riabilitazione in tempo reale, adattare automaticamente la strategia di assistenza e adattarsi ai cambiamenti funzionali del paziente durante il processo di riabilitazione. Gli esoscheletri con capacità di autoapprendimento dell’intelligenza artificiale saranno anche in grado di assistere meglio i pazienti con diversi tipi e gradi di lesioni del midollo spinale o lesioni cerebrali.

Allo stato attuale, Daai Robot ha lanciato una nuova generazione di prodotti robotici esoscheletrici AI. Attraverso la "tecnologia dell'intelligenza incorporata" dell'intelligenza artificiale, il robot può percepire con precisione le intenzioni di movimento e le condizioni di camminata di chi lo indossa. Allo stesso tempo, questa generazione di prodotti è anche più leggera di prima.

Secondo Shuai Mei, in futuro i robot esoscheletrici IA avranno un enorme potenziale di applicazione nei campi della riabilitazione medica, dell’assistenza agli anziani e della salute generale.

Permettere a più persone di camminare di nuovo grazie alla tecnologia robotica dell'esoscheletro è il prossimo obiettivo di Daai Robot e Shuai Mei. Shao Haipeng, che ha ripreso a camminare, ha anche fissato un piano per il futuro: spera di costruire una bicicletta a pedalata assistita e camminare lungo il territorio della Cina guardando il paesaggio attraverso le tre autostrade nazionali appena aperte.

Zhao Boyu, giornalista del Beijing Business Daily