“穿戴傳統(tǒng)假肢時(shí)，我要繃直了腿邁步，把假肢甩出去，不然就會(huì)摔倒，所以走路時(shí)一起一伏?，F(xiàn)在穿戴智能電動(dòng)假肢，不用這么麻煩了?！?月7日，在湖北省康復(fù)輔具技術(shù)中心試樣室，因車禍導(dǎo)致左大腿截肢、穿戴傳統(tǒng)假肢10多年的張鈺，在試穿戴深圳健行仿生技術(shù)有限公司的智能電動(dòng)假肢后說(shuō)。

當(dāng)天，健行仿生公司兩名工作人員來(lái)到省康復(fù)輔具技術(shù)中心，幫助張鈺試穿戴智能電動(dòng)假肢。該中心組織技術(shù)質(zhì)量科、假肢矯形服務(wù)部技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，觀察張鈺試穿戴智能電動(dòng)假肢后的行走步態(tài)，與健行仿生公司工作人員交流。

智能電動(dòng)假肢具備“肌肉”和“神經(jīng)”

健行仿生公司銷售經(jīng)理胡蘭告訴湖北日?qǐng)?bào)全媒記者，張鈺試穿戴的是該公司開(kāi)發(fā)出的第十代智能電動(dòng)假肢機(jī)器人，該公司負(fù)責(zé)人孫小軍已穿戴同樣的假肢一年。

孫小軍與武漢頗有淵源。孫小軍是貴州人，9歲那年，他打籃球時(shí)扭傷腳踝，同時(shí)檢查出骨髓炎，最終截肢治療。之后，他讀書(shū)異常刻苦。2006年9月，20歲的他拄著雙拐，來(lái)到華中科技大學(xué)材料科學(xué)工程學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)就讀。本科畢業(yè)后，孫小軍獲得獎(jiǎng)學(xué)金，到日本留學(xué)。

2011年，孫小軍安裝了假肢，他感覺(jué)很費(fèi)力，上下樓梯很不方便，有時(shí)候走快一點(diǎn)還會(huì)摔倒?！翱刹豢梢园阎悄軝C(jī)器人的技術(shù)用在假肢上？”孫小軍萌生了一個(gè)念頭：自己做一款輕便、智能的假肢。他放棄了在索尼公司年薪40萬(wàn)元的工作，進(jìn)入東京大學(xué)人形機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室攻讀博士。經(jīng)過(guò)研發(fā)隊(duì)伍的努力，他們?cè)O(shè)計(jì)的第三代樣機(jī)有電機(jī)驅(qū)動(dòng)、控制器和感應(yīng)器，能夠隨著人體變化做出相應(yīng)反饋。

2018年，讀完博士的孫小軍回到深圳創(chuàng)辦健行仿生公司。使用者、研發(fā)者、創(chuàng)業(yè)者的三重身份疊加在孫小軍身上，他希望用自己的專利技術(shù)幫助到更多需要假肢的人。2019年，他在香港創(chuàng)業(yè)大賽上榮膺總冠軍，獲得10萬(wàn)美元獎(jiǎng)金；2021年10月15日，團(tuán)隊(duì)的匠心之作“BionicM智能電動(dòng)假肢機(jī)器人”首發(fā)。作為康復(fù)輔具類器械，2021年10月，該產(chǎn)品獲得民政部國(guó)家康復(fù)輔具質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心頒發(fā)的合格證。

這款產(chǎn)品內(nèi)置了角度傳感器、六軸力傳感器、陀螺儀和加速度傳感器、微處理器以及藍(lán)牙，相比第九代智能假肢機(jī)器人更加安全穩(wěn)定，采用了運(yùn)動(dòng)能回收技術(shù)、肌肉仿生技術(shù)、仿生核心算法、技能學(xué)習(xí)技術(shù)等，使得使用者跑步、上臺(tái)階等伸縮運(yùn)動(dòng)更加便捷，并且智能電動(dòng)假肢機(jī)器人可以學(xué)習(xí)使用者的行走習(xí)慣，從而達(dá)到“人機(jī)合一”。

相比于傳統(tǒng)的假肢，智能電動(dòng)假肢具備了“肌肉”和“神經(jīng)”，通過(guò)感知系統(tǒng)可以知道哪個(gè)時(shí)間給腿部合適的力量，也能識(shí)別使用者的意圖，如走快走慢、步幅大小等，讓行走更加輕便。

據(jù)了解，第十代BionicM（健行仿生）智能電動(dòng)假肢機(jī)器人每套售價(jià)31.8萬(wàn)元起，前八名用戶優(yōu)惠價(jià)21.8萬(wàn)元。而國(guó)際上的同類產(chǎn)品價(jià)格為每套80萬(wàn)元人民幣。

3D打印技術(shù)與人工智能技術(shù)的融合應(yīng)用

智能電動(dòng)假肢的接受腔既可以用傳統(tǒng)方式來(lái)做，也可以使用3D打印技術(shù)來(lái)制作。省康復(fù)輔具技術(shù)中心計(jì)劃與健行仿生公司尋求合作，嘗試將3D打印技術(shù)與智能關(guān)節(jié)完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)假肢的智能、輕便、透氣制造，降低成本。

省康復(fù)輔具技術(shù)中心的優(yōu)勢(shì)是3D打印等數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用。該中心技術(shù)質(zhì)量科副科長(zhǎng)劉萬(wàn)介紹，在國(guó)內(nèi)康復(fù)輔具領(lǐng)域運(yùn)用3D打印技術(shù)制作假肢，省康復(fù)輔具技術(shù)中心是先行者，3D打印類輔具已獲得國(guó)家實(shí)用新型專利證書(shū)6項(xiàng)，軟件著作權(quán)1項(xiàng)，國(guó)內(nèi)輔具設(shè)計(jì)大賽獎(jiǎng)2項(xiàng)。目前，該中心制作的3D打印一體化小腿假肢售價(jià)1.5萬(wàn)元。

3D打印假肢，首先對(duì)患者進(jìn)行光學(xué)三維掃描，快速精確獲取患者數(shù)字化模型，然后運(yùn)用專用假肢矯形器設(shè)計(jì)系統(tǒng)，為殘肢承重全接觸三維數(shù)字化精準(zhǔn)建模，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，形成適合3D打印精確化數(shù)字模型，使用3D打印機(jī)打印假肢，并進(jìn)行打磨。

2015年，省康復(fù)輔具技術(shù)中心引進(jìn)了華科三維的3D打印技術(shù)，在全國(guó)率先使用3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)制造康復(fù)輔具。劉萬(wàn)率領(lǐng)技術(shù)團(tuán)隊(duì)突破假肢設(shè)計(jì)、制造、材料選擇等重重難關(guān)，研發(fā)出新型假肢等康復(fù)輔具，目前已有70余名殘疾患者試用，并連續(xù)五屆在中國(guó)國(guó)際康復(fù)輔具博覽會(huì)上，受到國(guó)內(nèi)外專業(yè)人士的肯定和廣大殘障人士好評(píng)。

中心科研團(tuán)隊(duì)利用3D打印技術(shù)可以制造出任意微型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，自主研發(fā)設(shè)計(jì)多層透氣微孔、鏤空點(diǎn)陣等立體結(jié)構(gòu)，并將其應(yīng)用于康復(fù)輔具設(shè)計(jì)制作中，不僅解決傳統(tǒng)假肢穿戴不透氣的歷史難題，還借助有限元分析，在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的條件下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的輕量化設(shè)計(jì)。該中心制作的3D打印假肢顏色、圖案、花紋可實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，另外，服務(wù)對(duì)象的模型數(shù)據(jù)留存在系統(tǒng)中，便于二次制作。

省康復(fù)輔具技術(shù)中心技術(shù)質(zhì)量科負(fù)責(zé)人施望喜表示，一條成功的假肢需要精準(zhǔn)的接受腔匹配智能關(guān)節(jié)，中心有完善的數(shù)字化設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)，期待與健行仿生公司尋求更多的合作；滿足傷殘朋友對(duì)美好生活的向往和追求，讓他們有安全感 、獲得感、幸福感，以推動(dòng)康復(fù)輔具事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

（湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 李光正 通訊員 張倩）

關(guān)鍵詞： 智能 技術(shù) 康復(fù) 假肢 輔具