下肢康复外骨骼机器人

随着人口老龄化的加速到来，我国脑中风发病率与日俱增。幸存的中风患者中，绝大多数遗留终身残疾，行走困难，导致日常生活能力丧失。积极的步态康复训练可以改善，甚至完全恢复中风患者的行走能力。可是，传统的人工步态康复训练无法满足中风患者高密度、长时间、高强度的训练需求。康复治疗专业人才的严重短缺更是制约了我国康复事业的发展。中风患者得不到专业的康复治疗，遗憾终身。得益于机器人技术的快速发展，机器人被引入了中风康复领域，并迅速成为热点。近年来，世界各地的大学研发了多个康复机器人原型机，积极探索机器人在康复训练中的应用，希望借此来减轻，甚至接替康复医师的繁重工作。目前世界上，只有为数不多的机器人已经成功商品化，比如以色列的ReWalk、美国的Ekso、美国的Indego、日本的HAL等。但是，这类机器人系统一般体积庞大，而且价格昂贵（10万美金左右）。在我国，目前还没有任何一款外骨骼实现商业化。我司开发了一款用于中风患者步态康复训练的新型可穿戴式下肢外骨骼机器人。机器人系统包括：1）模块化、双腿可穿戴式的机器人外骨骼，包括带驱动器的髋关节、膝关节和踝关节；2）新型的、体积小重量轻的柔性驱动器，可以保证使用者的安全，并实现对机器人关节的位置/力/阻抗控制、人机交互控制等；3）经人体生物力学优化的结构设计，提高机器人效率；4）多种植入式传感器，以实时监测用户的运动学数据和机器人的状态；5）嵌入式电子控制系统和电池系统，使活动范围*大化并提供长时间的续航保障；6）智能控制算法，可以实现用户基本的康复训练和日常生活活动，比如行走、上下楼梯等。本项目在多个方面具有重大意义。首先，外骨骼机器人广泛适用于康复医院，弥补了专业人才的不足，可以为更多的患者提供康复训练，降低医院开支和康复训练的成本，有利于整个社会的发展。其次，康复机器人可以为病患提供高质量、长时间的步态康复训练，随时监控患者的状态，并据此提供合适的康复训练策略。再次，此机器人可以在病人的日常生活中使用，以提供日常康复训练，或者作为行走辅助设备帮助患者完成必须的活动。*后，通过此项目，更多的机器人可以普及到人们的日常生活中，应用于更广泛的人群，比如老人或其他特殊人群。外骨骼技术可以增强此类人群的独立性，提高生活质量，减少看护所需投入的人力物力。