辅助进食、起居、运动,未来老年人的生活靠它保障

作者:陈俊宇,清华大学机械工程系博士研究生来源:网易新闻发布时间:2020-02-06

社会越来越老,科学技术是唯一的利刃。

      现今的中国,60岁以上的老年人口已经超过2.5亿,占总人口的比重超过17%,而80后90后这代人普遍接受的是“只生一个好”的计划生育理念,大多数家庭都只有一个孩子,少子化趋势明显。

  前段时间有个数据曾经一度刷屏:2019年新生儿数量预计在1100万左右,虽然正式数据还没有公布,但以预测的数据来看,去年的新生儿数量相比前几年大幅下降,从人口统计学角度来看,少子化是未来一段时间内的趋势,越来越少的年轻人和越来越多的老年人给整个中国社会的持续发展带来巨大的挑战。

  在未来的中国,面向老龄化趋势的一些行业将得到极大的发展,机器人、养老、医疗产业无疑是最突出的几个风口。今天,我们就给大家介绍这三者的一个交叉领域——康复机器人。

  (一)服务于老年人、残疾人和慢性病患者的康复机器人

  中国有2.5亿老年人,此外,还有8600万残疾人以及数量相当庞大的类如中风、截瘫等需要康复治疗的几千万患者,随着老龄社会的到来,康复医学已成为医疗行业中发展最快的市场。

  

  康复医学是与预防医学、临床医学、保健医学并列的第四类医学,是一门以消除和减轻人的功能障碍,弥补和重建人的功能缺失,设法改善和提高人的各方面功能的医学学科,也就是功能障碍的预防、诊断、评估、治疗、训练和处理的医学学科,是现代医学“预防、临床治疗、康复”三位一体的重要组成部分。

  康复机器人是医疗机器人的一种(医疗机器人另外还有手术机器人、诊断机器人等),是能自动执行任务的人造机器装置,用以取代或协助人体的某些功能,从而在康复医疗过程中发挥作用的机器人。

  其主要的应用对象是三大类人群:老年人、残疾人以及慢性病患者,通过康复机器人的帮助,可以辅助这些人群恢复运动能力、为日常的行动提供方便。

  (二)辅助进食、辅助起居、辅助运动,康复机器人能干的事儿还挺多

  康复机器人按照用途,可以分为辅助替代型和训练治疗型两大类。

  其中,辅助替代型机器人通过辅助或直接代替患肢来帮助使用者完成日常活动,比如行走、站立、进食、工作等等,提高其就业或生活能力。

  

  (固定式康复机器人辅助患者进食)

  

  (智能轮椅系统辅助患者完成起居)

  

  (智能下肢外骨骼辅助患者完成行走)

  而训练治疗机器人则主要应用在脑卒中、偏瘫患者的康复治疗过程中,帮助患者进行运动训练。

  脑卒中患者失去一部分运动能力的原因是控制这部分运动的脑部神经系统损伤,利用人脑的神经重塑机制,康复机器人可以辅助采用一些训练策略,在人脑中的一些不同于受损部位的区域训练出补偿的神经控制功能,实现患者运动能力的训练恢复,有一些训练治疗型机器人还具有一定的诊断功能。

  与传统训练方式相比,机器人参与的运动训练具有几个明显的优势:良好的重复性,精确的控制力,客观的、可量化的评估标准等。机器人可提供高强度的、任务导向型的训练,这对患者的运动学习十分有效。

  

  (康复机器人辅助患者恢复上肢功能)

  

  (康复机器人辅助患者恢复下肢功能)

  

  (康复机器人辅助患者恢复手部功能)

  康复机器人在康复训练过程中的控制策略包括:辅助策略、挑战策略、触觉刺激策略、教练策略等。

  辅助策略是在患肢运动过程中给予辅助,帮助患肢完成训练任务;挑战策略与之相反,对训练设置障碍和挑战,如设置阻力,要求特殊发力模式,或放大错误动作等;触觉刺激策略是在虚拟空间中模拟训练日常活动任务,具有灵活、方便、丰富有趣、安全等优势;教练策略中机器人不与患肢产生直接接触,而是通过教练的方式鼓励病患,促进其进行运动学习。

  

  (康复机器人的康复训练四大策略)

  康复机器人的出现极大地降低了康复师的工作量,提高了康复师的治疗效率,并能促进患者的主动参与、客观评价康复训练的强度、时间和效果,使康复治疗更加系统化和规范化。

  相比于手术机器人等,康复机器人的技术要求相对较低,在人工智能技术的推动下,将迎来更为迅速的变革与迭代,为患者提供更好的服务。

  (三)中国的康复机器人发展得究竟怎么样?

  在整个医疗机器人领域,康复机器人的规模还很小,但却是近些年进步最快的领域。

  2013年,中国的康复医疗市场规模仅200亿元人民币,人均仅为15元,远远低于美国的1000亿美元(人均约80美元)的水平,同时,康复机构数量少、从业人员规模小、设备研发和基础设施较为落后,现有机构的康复机器人普及率不高,只有少量三甲医院有配备。

  目前,康复机器人的中高端市场被欧美品牌垄断,国产康复机器人产品还有很大的发展空间,中国仍处于康复医疗产业的发展初期,市场潜力庞大。据机构预测,到今年底,中国康复医疗市场规模将达到700亿元,年复合增长率在20%以上。

  

  近年来,随着国家政策对康复医疗领域的扶持力度显著增强,政府鼓励公立医院采购国产设备,社会资本持续涌入大健康领域,同时以人工智能、机器人、脑机接口技术、信息化技术、大数据及虚拟现实等先进技术进一步激发康复需求,在中国强大完善的制造产业体系的支持下,中国的康复机器人产业实现了快速发展,大量物美价廉的产品涌入市场。

  以下肢机器人为例,目前国内进入到临床应用的只有牵引式/悬挂式康复机器人,而用于下肢康复的穿戴式下肢外骨骼机器人是更适用于家庭康复的机器人产品,国外产品一般重量大(12千克以上)、结构复杂、售价在几十万到上百万元,只能在康复机构用得上,普通患者很难承担起相应的成本。国内的产品则可以将售价降至几万元的水平,让普通的患者也可以用得起康复机器人,同时由于重量降至5千克以内,在使用上更为轻盈便捷。

  中国的制造体系优势、市场优势、资本优势将在未来的康复机器人产业竞争中发挥重要作用,同时可以预见,未来将有更多促进医疗器械国产化的政策推出,国内康复机器人生产将因此受益。

  结语:社会越来越老,科学技术是唯一的利刃

  老龄化社会的到来,已经让我们越来越明显地感受到了压力:经济增长模式切换到个位数模式,越来越多的人调侃自己的消费降级,农村空心化,“单身税”、房产税、延迟退休、开放二胎等政策在社会上引发广泛的争议,可以说,我们的命运已经跟时代紧紧联系在一起,谁也没有办法逃离。

  那社会如何才能持续的发展呢?从最宏观的角度讲,只能是靠技术的进步,去逐步把人从重复性的工作中解放出来,用技术去更多的实现生产,实现社会财富的累积。社会越来越老,而科学技术是扭转未来可能的发展颓势的唯一利刃。

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