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数え切れないほどの映画やテレビ作品に登場した外骨格は、無数の麻痺患者が再び歩くことを可能にする「鎧」になりつつあります。 2013 年、北杭大学のShuai Mei チームは中国初の外骨格ロボットを開発しました。 2016年にDaai Robotが発表されました。 10年以上にわたる綿密な研究開発と市場化を経て、外骨格ロボットの「ブラックテクノロジー」は大学研究室から広大なリハビリテーション市場に参入し、中国初のクラスII革新的外骨格医療機器の称号を獲得し、中国初の革新的外骨格医療機器の称号を獲得した。医療機器登録証明書は、対麻痺、片麻痺、脳性麻痺などの主要な悪性疾患からほとんど回復しないというジレンマを変えました。外骨格ロボットの助けを借りて、対麻痺患者は脚の感覚を取り戻しただけでなく、フルマラソンを完走することさえできました。現在、全国の 200 ～ 300 の病院に Daai 外骨格ロボットが導入されており、各マシンは毎日約 16 人の患者のリハビリテーション訓練を支援し、リハビリテーションの効率を大幅に向上させています。

外骨格を身に着けてマラソンを完走する

北京の南三環状道路近くに、住宅ビルに囲まれた目立たないリハビリテーションセンターがある。リハビリテーションセンターには、脳卒中、片麻痺、対麻痺、脳性麻痺などの患者さんの下肢歩行リハビリテーション訓練に役立つ、さまざまな種類の「鋼製スケルトン」が設置されています。金曜日の午後、北京ビジネスデイリーの記者は、ここでリハビリ訓練を受けているシャオ・ハイペンさんに会った。

2017年、シャオ・ハイペンさんは事故により高所から転落し、病院に運ばれた後、脊髄損傷による両下肢麻痺と診断された。

シャオ・ハイペンさんの話では、車椅子に閉じ込められるのは物語の前半にすぎない。シャオ・ハイペンさんは偶然、リハビリ専門家から、北京の企業が対麻痺患者の回復を助ける最新の外骨格ロボットを開発したことを知った。同社は臨床試験ボランティアを募集している。シャオ・ハイペンさんは、やってみようという気持ちで北京にやって来た。機械の助けにより、1 か月も経たないうちに、シャオ・ハイペンさんの失われた下半身の感覚が徐々に戻り、大腿部の筋肉の収縮を感じ始めました。

希望を見たシャオ・ハイペンさんは実験後、再び外骨格ロボット会社「ダーアイロボット」に連絡を取り、当時はほとんどの人が試みていなかった外骨格リハビリテーション訓練を始めた。 7 年後の今日、シャオ・ハイペンは外骨格ロボット技術の助けを借りて、自分の力で自立して歩くことができるようになりました。

2018年には、シャオ・ハイペン選手も外骨格ロボットを装着してフルマラソンを完走し、総タイム26時間、ネットタイム26時間で1位となり、ロボット歩行マラソン完走の海外世界記録を15日間で破った。

シャオ・ハイペンさんのように、外骨格技術の助けを借りて再び歩き始めている片麻痺や対麻痺の患者が増えている。北京航空航天大学教授でDaai Robotの創設者兼会長でもあるShuai Mei氏は、北京ビジネスデイリーの記者に対し、中国で最も早く外骨格分野に注力した科学技術企業の1つとして、Daai Robotの外骨格ロボットは次のように語った。製品は全国の 200 社、300 の病院に導入されています。北京を例に挙げると、現在40以上の病院にリハビリテーション機器としてDaai外骨格ロボットが導入されている。

Shuai Mei 氏は、外骨格ロボットの出現により、患者が再び歩けるようになるだけでなく、既存のリハビリテーションの効率も向上すると述べました。病院が外骨格ロボットのリハビリテーション機器を 2 台購入した場合に計算すると、各機器は毎日少なくとも 16 ～ 17 人の患者のリハビリテーション訓練を支援できることになり、リハビリテーション専門家が主流となっている現在のリハビリテーション モデルと比較すると、効率と有効性が大幅に向上します。

「医療と産業の融合」代表

外骨格分野の研究の歴史からみると、海外の研究開発は国内の研究よりも10年近く早くスタートしました。世界初の直立歩行外骨格ロボットは2000年にスイスで誕生した。当時、国内の外骨格分野の研究はほぼゼロでした。 2010 年、北杭大学で教鞭を執るシュアイ・メイ氏は、外骨格ロボットの研究に投資を開始した。

外骨格は、人間の骨格に加えて外部動力源によって駆動される別の骨格であることが理解されています。人を歩行させる場合、外骨格は人間に近い効果を実現する必要があるため、歩行アルゴリズムによるリハビリテーション歩行のシミュレーションが研究開発の中核技術となっています。

Shuai Mei氏は、構造的な観点から見ると、外骨格は実際には金属構造の製品であり、あまり柔軟性がないと述べました。人に作用する場合、その自由度は実際の人の効果をシミュレートすることが困難です。

この現実を見て、シュアイメイ氏らのチームは、開発過程で当初考えていた外骨格ロボットを股関節と膝関節に焦点を当てて単純化し、水平面を中心とした2回の回転運動を行うことで、脚を上げる姿勢と着地姿勢を制御した。地面とは歩く姿勢のことです。同時に、下肢筋骨格バイオニックロボットの動的モデルを確立することにより、力と位置のハイブリッドコンプライアンス制御に基づいた下肢外骨格ロボットの安定した歩行制御が達成されます。

2013 年、Shuai Mei 氏のチームは第 1 世代の外骨格ロボットを開発しました。 2016 年に Daai Robotics が正式に設立されました。現在、Daai Robot は 6 つのシリーズと 10 を超える外骨格ロボット製品を開発しています。かつては大学の研究室でしか見られなかった「鉄骨」が市場に登場した。

「医療と産業の融合」の代表的な製品である外骨格ロボットの研究開発は、一度で解決できるものではなく、市場テストの下でさらなる探究が必要です。実際の応用では、外骨格ロボットをより多くの疾患とより長い疾患期間に適したものにするために、Daai Robot は、臨床応用での製品の安全な歩行とバランスを向上させるために、腰と腰の部分に安全なバランス移動式スタンドを追加しました。可動性とリハビリ効果を両立した世界オリジナルのデザインです。

コストの面では、外骨格ロボットの材料が高価であり、患者を正確に適合させる必要があるため、医療用外骨格ロボットの価格は優に100万元で、家庭用には適していません。コストを削減し、個人のニーズを満たすために、Daai Robot は近年、外骨格ロボットの個人用バージョンの開発も開始しています。現在、大愛ロボットは2万元以上から16万元までの価格帯の個人版製品を発売している。目的別に分けて日常のリハビリテーションから高度なリハビリテーションまで活用できる外骨格ロボットです。

低価格、軽量、AIベース

国産の外骨格ロボットは後発だが、この分野は２０００万人近い身体障害者や高齢化の進む人口が対象であり、需要ギャップが大きい。国家統計局のデータによると、2023 年の時点で、我が国の身体障害者の総数は 1,735 万 5,000 人になります。身体障害のある人のほとんどは歩くことも立つこともできず、長期間寝たきりになります。外骨格ロボット技術の出現により、彼らは再び歩く機会を得ることができました。

Shuai Mei 氏の見解では、リハビリテーション分野における外骨格ロボット技術の重要性は、0 から 1 への飛躍であるだけでなく、1 から 100 への飛躍でもあります。外骨格ロボットが登場する前は、多くの困難で重度の片麻痺患者が病院で伝統的なリハビリテーション方法を長年にわたって訓練されてきましたが、ほとんど成功していませんでした。外骨格ロボットを使用した介入訓練の後、多くの患者はわずか約 6 ～ 9 か月で機械の補助を受けながら自立歩行を達成し、歩行能力を低下させることなく正しい歩行を維持できます。

北京ビジネスデイリーの記者は、リハビリテーション中の患者の経済的負担を軽減するために、外骨格ロボットを使用したリハビリテーション訓練プロジェクトが北京の医療保険のカテゴリーAに含まれていると指摘した。

技術革新と製品研究開発の次のステップについて語るシュアイ・メイ氏は、より包括的でインテリジェントな個人用外骨格製品に照準を合わせています。 Daai のリハビリテーション センターでのトレーニング後、多くのユーザーが製品を家に持ち帰るというアイデアを思いつきました。今後は、さらなる製品のイノベーションをベースに、低価格、軽量、AIを活用した製品を実現していきたいとしている。

インテリジェンスの観点からシュアイ・メイ氏は、現在の人工知能と機械学習技術の継続的な進歩により、外骨格ロボットはよりインテリジェントな方向に発展すると述べた。新製品は、装着者の動作状況やリハビリテーションの進行状況をリアルタイムでモニタリングし、支援戦略を自動的に調整し、リハビリテーションの過程での患者の機能変化に適応することができる。 AI 自己学習機能を備えた外骨格は、さまざまな種類や程度の脊髄損傷や脳損傷を患う患者をより適切に支援できるようになります。

現在、Daai Robot は新世代の AI 外骨格ロボット製品を発売しています。 AI「身体化知能技術」により、ロボットは装着者の運動意図や歩行状況を正確に認識します。同時に、この世代の製品は以前よりも軽量化されています。

Shuai Mei 氏によると、将来的には、AI 外骨格ロボットは医療リハビリテーション、高齢者ケア、一般的な健康の分野で大きな応用の可能性を秘めているとのことです。

外骨格ロボット技術によってより多くの人が再び歩けるようにすることが、Daai Robot と Shuai Mei の次の目標です。再び歩き始めた邵海鵬さんは、電動アシスト自転車を作って、新しく開通した3本の国道の景色を眺めながら中国領土を歩きたいという将来計画も立てている。

北京経済日報の記者、趙博宇