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O exoesqueleto, que apareceu em inúmeras obras de cinema e televisão, está se tornando a “armadura” que permite que inúmeros pacientes paralisados ​​voltem a andar. Em 2013, a equipe Shuai Mei da Universidade Beihang desenvolveu o primeiro robô exoesqueleto na China. Em 2016, o Daai Robot foi anunciado. Após mais de dez anos de pesquisa, desenvolvimento e comercialização aprofundados, a "tecnologia negra" dos robôs exoesqueletos entrou no vasto mercado de reabilitação de laboratórios universitários e ganhou o título de primeiro dispositivo médico inovador de exoesqueleto Classe II da China e o primeiro Um certificado de registro de dispositivo médico mudou o dilema de quase nenhuma recuperação de doenças malignas importantes, como paraplegia, hemiplegia e paralisia cerebral. Com a ajuda de robôs exoesqueletos, pacientes paraplégicos não apenas recuperaram a sensação das pernas, mas até completaram uma maratona completa. Atualmente, 200-300 hospitais em todo o país introduziram robôs exoesqueletos Daai. Cada máquina pode ajudar cerca de 16 pacientes com treinamento de reabilitação todos os dias, melhorando muito a eficiência da reabilitação.

Usando um exoesqueleto para completar uma maratona

Perto do Terceiro Anel Viário Sul, em Pequim, um centro de reabilitação discreto está localizado entre edifícios residenciais. O centro de reabilitação está repleto de vários modelos de “esqueletos de aço” que podem ajudar pacientes com acidente vascular cerebral, hemiplegia, paraplegia, paralisia cerebral, etc. Numa tarde de sexta-feira, um repórter do Beijing Business Daily conheceu Shao Haipeng, que estava em treinamento de reabilitação aqui.

Em 2017, devido a um acidente, Shao Haipeng caiu de altura. Após ser levado às pressas para o hospital, foi constatado que estava com paraplegia de ambos os membros inferiores devido a lesão na medula espinhal.

Na narrativa de Shao Haipeng, ficar preso em uma cadeira de rodas é apenas a primeira metade da história. Por acaso, Shao Haipeng soube por um especialista em reabilitação que uma empresa em Pequim havia desenvolvido o mais recente exoesqueleto robô que poderia ajudar na recuperação de pacientes paraplégicos. A empresa está recrutando voluntários para ensaios clínicos. Com a mentalidade de tentar, Shao Haipeng veio para Pequim. Com a ajuda da máquina, em menos de um mês, a sensação perdida de Shao Haipeng na parte inferior do corpo voltou lentamente e ele começou a sentir a contração dos músculos da coxa.

Vendo esperança, Shao Haipeng contatou a empresa de robôs de exoesqueleto chamada Daai Robot novamente após o experimento e iniciou o treinamento de reabilitação de exoesqueleto que poucas pessoas haviam tentado na época. Hoje, sete anos depois, com a ajuda da tecnologia do robô exoesqueleto, Shao Haipeng pode andar de forma independente com suas próprias forças.

Em 2018, Shao Haipeng também completou uma maratona completa usando um exoesqueleto de robô. Ele conquistou o primeiro lugar em um tempo total de 9 dias e um tempo líquido de 26 horas, e quebrou o recorde mundial estrangeiro de completar uma maratona de caminhada robótica em 15 dias.

Tal como Shao Haipeng, cada vez mais pacientes hemiplégicos e paraplégicos estão a começar a andar novamente com a ajuda da tecnologia do exoesqueleto. Shuai Mei, professor da Universidade de Aeronáutica e Astronáutica de Pequim e fundador e presidente da Daai Robot, disse a um repórter do Beijing Business Daily que, como uma das primeiras empresas científicas e tecnológicas na China a se concentrar no campo de exoesqueletos, o robô exoesqueleto da Daai Robot os produtos foram aplicados em 200 empresas em todo o país – 300 hospitais. Tomando Pequim como exemplo, mais de 40 hospitais estão atualmente equipados com exoesqueletos robóticos Daai como equipamento de reabilitação.

Shuai Mei disse que o surgimento de robôs exoesqueletos não só permite que os pacientes voltem a andar, mas também melhora a eficiência da reabilitação existente. Calculando que se um hospital adquirir dois equipamentos de reabilitação de robôs exoesqueletos, cada dispositivo pode ajudar pelo menos 16 a 17 pacientes com treinamento de reabilitação todos os dias. Em comparação com o modelo de reabilitação atual dominado por profissionais de reabilitação, a eficiência e a eficácia são bastante melhoradas.

Representante da “Integração da Medicina e da Indústria”

A julgar pelo histórico da pesquisa na área de exoesqueletos, a pesquisa e o desenvolvimento estrangeiros começaram quase dez anos antes da pesquisa nacional. O primeiro robô exoesqueleto que anda ereto do mundo nasceu na Suíça em 2000. Naquela época, as pesquisas nacionais na área de exoesqueletos eram quase nulas. Em 2010, Shuai Mei, que leciona na Universidade Beihang, começou a investir em pesquisas sobre exoesqueletos de robôs.

Entende-se que um exoesqueleto é outro esqueleto movido por uma fonte de energia externa além do esqueleto humano. Ao levar as pessoas a caminhar, o exoesqueleto precisa atingir um efeito semelhante ao humano. Portanto, a simulação da marcha de reabilitação por meio de algoritmos de marcha tornou-se a tecnologia central em pesquisa e desenvolvimento.

Shuai Mei disse que do ponto de vista estrutural, o exoesqueleto é na verdade um produto de estrutura metálica e pouco flexível. Quando atua sobre pessoas, o grau de liberdade é difícil de simular o efeito de pessoas reais.

Vendo esta situação real, Shuaimei e sua equipe simplificaram o exoesqueleto do robô originalmente concebido durante o processo de desenvolvimento, concentrando-se nas articulações do quadril e do joelho. Ao realizar dois movimentos rotacionais em torno do plano horizontal, eles controlaram a postura de levantar as pernas e pousar no. chão é a postura de caminhar. Ao mesmo tempo, ao estabelecer um modelo dinâmico do robô biônico músculo-esquelético dos membros inferiores, é alcançado o controle de caminhada estável do robô exoesqueleto dos membros inferiores com base no controle de conformidade híbrido de força e posição.

Em 2013, a equipe de Shuai Mei desenvolveu o exoesqueleto robô de primeira geração. Em 2016, a Daai Robotics foi oficialmente estabelecida. Hoje, a Daai Robot desenvolveu seis séries e mais de dez produtos de robôs exoesqueletos. O “esqueleto de aço” que antes só era visto nos laboratórios universitários entrou no mercado.

Como produto representativo da "integração da medicina e da indústria", a investigação e desenvolvimento de robôs exoesqueletos não é uma solução única e requer uma exploração mais aprofundada no âmbito de testes de mercado. Em aplicações práticas, a fim de tornar o robô exoesqueleto adequado para mais doenças e durações mais longas das doenças, Daai Robot adicionou um suporte móvel de equilíbrio seguro na área da cintura e quadril para melhorar a caminhada segura e o equilíbrio do produto em aplicações clínicas, mobilidade. e eficácia de reabilitação, este design é um original global.

Em termos de custo, devido ao alto custo dos materiais do robô exoesqueleto e à necessidade de combinar com precisão os pacientes, a versão médica do robô exoesqueleto custa facilmente um milhão de yuans e não é adequada para uso doméstico. A fim de reduzir custos e atender às necessidades pessoais, a Daai Robot também começou a desenvolver versões pessoais de robôs exoesqueletos nos últimos anos. Atualmente, Daai Robot lançou produtos de versão pessoal com preços que variam de mais de 20.000 yuans a 160.000 yuans. Divididos por finalidade, esses robôs exoesqueletos podem ser usados ​​na reabilitação diária e na reabilitação refinada.

Preço baixo, leve, baseado em IA

Embora os robôs exoesqueletos produzidos internamente tenham começado tarde, este campo destina-se a quase 20 milhões de pessoas com deficiência física e à crescente população idosa, e existe uma grande lacuna na procura. Segundo dados do Gabinete Nacional de Estatísticas, a partir de 2023, o número total de pessoas com deficiência física no meu país será de 17,355 milhões. A maioria das pessoas com deficiência física não consegue andar, ficar de pé e fica acamada por longos períodos de tempo. O surgimento da tecnologia do robô exoesqueleto lhes dá a chance de andar novamente.

Na opinião de Shuai Mei, a importância da tecnologia do robô exoesqueleto para o campo da reabilitação não é apenas um salto de 0 para 1, mas também um salto de 1 para 100. Antes do surgimento dos robôs exoesqueletos, muitos pacientes com hemiplegia difícil e grave foram treinados em hospitais através de métodos tradicionais de reabilitação durante muitos anos, mas com pouco sucesso. Após o treinamento intervencionista usando exoesqueletos robóticos, muitos pacientes conseguem caminhar de forma independente com assistência de máquinas em apenas cerca de 6 a 9 meses e podem manter uma marcha correta sem qualquer regressão na capacidade de caminhar.

Um repórter do Beijing Business Daily observou que, a fim de reduzir a pressão financeira sobre os pacientes durante a reabilitação, os projectos de formação em reabilitação utilizando robôs exoesqueletos foram incluídos na Categoria A do seguro médico de Pequim.

Falando sobre o próximo passo de inovação tecnológica e pesquisa e desenvolvimento de produtos, Shuai Mei está de olho em produtos de exoesqueleto pessoal mais inclusivos e inteligentes. Após o treinamento no centro de reabilitação do Daai, muitos usuários tiveram a ideia de levar o produto para casa. A este respeito, ela espera realizar ainda mais produtos de baixo preço, leves e baseados em IA com base em mais inovação de produtos.

Em termos de inteligência, Shuai Mei disse que com o avanço contínuo da atual inteligência artificial e tecnologia de aprendizado de máquina, os robôs exoesqueletos se desenvolverão em uma direção mais inteligente. O novo produto será capaz de monitorar o estado de movimento do usuário e o progresso da reabilitação em tempo real, ajustar automaticamente a estratégia de assistência e se adaptar às mudanças funcionais do paciente durante o processo de reabilitação. Os exoesqueletos com capacidades de autoaprendizagem de IA também serão capazes de ajudar melhor os pacientes com diferentes tipos e graus de lesões na medula espinhal ou cerebrais.

Atualmente, Daai Robot lançou uma nova geração de produtos de robôs com exoesqueleto de IA. Através da "tecnologia de inteligência incorporada" da IA, o robô pode perceber com precisão as intenções de movimento e as condições de caminhada do usuário. Ao mesmo tempo, esta geração de produtos também é mais leve do que antes.

De acordo com Shuai Mei, no futuro, os robôs exoesqueletos de IA terão um enorme potencial de aplicação nas áreas de reabilitação médica, cuidados a idosos e saúde geral.

Permitir que mais pessoas caminhem novamente através da tecnologia robótica de exoesqueleto é o próximo objetivo de Daai Robot e Shuai Mei. Shao Haipeng, que voltou a andar, também traçou um plano futuro para si: espera construir uma bicicleta motorizada e caminhar pelo território da China enquanto observa a paisagem através das três autoestradas nacionais recém-inauguradas.

Repórter do Beijing Business Daily, Zhao Boyu