本
文
摘
要
文章来源：思宇医械观察
作者：曾森
正文字数：4068字
预计阅读时间：11分钟（建议先收藏再看~）
仿生义肢和机械外骨骼的主要应用包在康复医疗、民用和军事三大方向。在康复医疗领域，可辅助运动功能减退人群恢复持物和行走能力；在民用领域，可减轻工人负重和提高工人作业效率，其中最广为人知的用途是饿了么外卖配送员使用的机械外骨骼；在军事领域，可应用于战争中的物质运送和伤员救治。现实生活中，在运动能力增加的同时又能减少能量消耗是一个悖论，但若是辅助于机械外骨骼，可减轻约50%的负重和60%左右的肌肉运动，从而减少80%左右额能量消耗。
最早公开报道的机械外骨骼源于美国军方资助，旨在赋予军事佩戴者超人的力量，可用于包括增强力量和军事战争中医疗康复。对于机械外骨骼，最具难度的目标是开发受思想控制的假肢，这一目标主要受限于脑机接口这一技术瓶颈。
目前我国康复辅具市场约为7000亿元，其中高端辅具所占市场份额呈现增长趋势，预计全球外骨骼市场将从目前的2.093亿美元，到2030年增长位69.579亿美元。对仿生义肢和外骨骼赛道发展现状的关注，将有益于增加对此赛道未来技术趋势和场景应用预测的洞察和理解。小思在本文中分享了国际排名前十的仿生义肢和外骨骼赛道初创公司，期待大家对此赛道的发展前沿有所感悟。
TOP 10 Exii
国家：日本 融资：360万人民币
成立于2014年的Exii公司总部位于日本东京，目前已开发了两款高质量的仿生假肢，价格仅为300美元。Exii的目标是使该产品不仅成为医疗设备，更可以成为一种娱乐选择，可以使其像手表或眼镜一样佩戴。使其进入日常生活，而不是一款单纯的昂贵医疗设备。Exii作为一家日本机器人公司，致力于开发医疗设备和假肢，它开发的触觉设备EXOS Wrist DK1通过电机和外骨骼配合发送特定指令来模拟触摸物体的感觉，然后使用此数据将反作用力发送到用户的手指接触点，从而提供触摸某物的感觉。Exii公司计划向社交VR方向发展，通过提供触觉反馈进军VR/AR体验的社交领域。
（图：EXOS Wrist DK1产品配合虚拟应用可提供触觉反馈）
（图片来源：Exii公司官网）
TOP 9 Marsi Bionics
国家：西班牙 融资：230万美元
成立于2013年的Marsi Bionics是一家西班牙的机械外骨骼领域初创公司，由西班牙国家研究委员会和马德里理工大学联合创立，Marsi Bionics为步态训练开发了最具创新性的技术。目前Marsi Bionics拥有两款产品，包括MAK动力膝关节矫形器和ATLAS机械外骨骼。MAK动力膝关节矫形器适用于膝关节置换术后的康复患者，使其康复时间减少66％，并潜在应用于中风后康复、多发性硬化症、肌肉营养不良和肌肉萎缩等患者的步态训练。ATLAS 2030专为患有神经系统疾病（如脑瘫，脊髓损伤）和神经肌肉疾病（如脊髓性肌萎缩症和肌病）的儿童而设计，它可以辅助儿童在地面行走，并且激发孩子锻炼身体的动力，从而达到物理疗法的目的。
（图：儿科肌肉病患者使用ATLAS 2030进行步态训练）
（图片来源：Marsi Bionics公司官网）
TOP 8 Touch Bionics
国家：英国 资金：580万英镑
Touch Bionics公司使命旨在给上肢障者提供最佳的康复治疗效果，该公司的产品包括肌电控制假肢手，以及与佩戴者的自然外观相搭的高度仿真功能假肢。佩戴者通过应用程序对一系列不同的预设动作进行编程，为他将要执行的动作选择合适的预设，例如握住杯子，在选定后佩戴者就会通过弯曲肌肉来控制假肢，这会通过他的神经向假肢发出电信号来握住杯子，甚至可以使用手指来操作智能手机和平板电脑。目前Touch Bionics已成为智能假肢领域的先行者，其早在2007年Touch Bionics已推出了世界上第一只带有活动关节的机械假肢手，从根本上改变了上肢残障者的生活。
（图：Touch Bionics仿生手的精细运动）
（图片来源：Touch Bionics官方网站）
TOP 7 SuitX
国家：美国 融资：700万美元
成立于2012年的SuitX位于美国加利福尼亚，融资金额已超过700万美金。SuitX团队通过数十年的研发，在增加了机械外骨骼的应用场景同时降低了外骨骼的生产成本，使其研发的外骨骼从市场价格10多万美金降低到2.5万美金。2020年，SuitX官方发布的医用外骨骼机器人Phoenix获FDA批准上市，适用于低位截瘫者、脑卒中患者等，辅助其进行康复和行走，其市场情况仍待官方进一步公布。此外SuitX机械外骨骼在汽车工厂的组装环节中变得越来越重要，SuitX的顾客包括福特和雪佛兰等一线汽车公司，其销售渠道也覆盖了全球大多数国家。SuitX外骨骼通过BackX和ShoulderX两个组件，可以减轻肩上负重时的劳累程度；通过LegX组件，佩戴者可以蹲几个小时而不会感觉到双腿或膝盖有任何压力，就像随处坐在自己的隐形椅子上。
（图：SuitX外骨骼使用场景）
（图片来源：SuitX公司官网）
TOP 6 Open Bionics
国家：英国 资金：930万美元
成立于2014年的Open Bionics，总部位于英国，为截肢者开发价格亲人的开源3D打印仿生手。此公司的创立是受科幻小说启发，公司创始人乔尔在The Europa Awards上被评为2018年欧洲最热门创业公司创始人。Open Bionics正在研发的下一代仿生肢体，是一种能够增强人体运动能力的康复辅助设备。其最畅销的产品Hero Arm是一款时尚的多功能仿生手，并通过与迪士尼合作开发了《星球大战》，《漫威》和《冰雪奇缘》的一系列仿生手产品。Open Bionics已在2017年完成了世界首次仿生手的临床试验，成功地对7名来自英国布里斯托尔的儿童进行了第一阶段试验后，目前正在计划在英国各地的多家NHS诊所进行第二阶段试验。
（图：Hero Arm系列仿生手）
（图片来源：Open Bionics公司官网）
TOP 5 Synchron
国家：澳大利亚 融资：1000万美元
Synchron是一家处于临床阶段的神经血管方向生物电子医学公司，其研发的医疗设备可以通过植入性导管控制智能义肢的神经信号。该公司的使命旨在创造改善患者生存质量的植入式神经接口技术。其初期创始团队源于墨尔本大学，种子资金由美国国防高级研究计划局和美国国防部提供。Synchron旗舰产品Stentrode是一种微创的脑机接口，目前仍处于治疗严重瘫痪患的研究临床试验中。该公司的首次人体研究表明，两名渐冻症患者能够在植入Stentrode和安装智能义肢后，通过思考实现在网上进行文本编辑、收发电子邮件、网购和银行交易等操作，从而改善了他们的生活独立性。目前此产品已通过了临床安全性评估试验，针对此产品Synchron研发了植入设备Stentrode、胸腔植入性数据传输器BrainPort和思想控制的应用程序brainOS。这项研究首次证明了通过患者血管植入的导管进行传输信号，以无线方式控制智能义肢。
（图：大脑植入产品Stentrode及其适配应用）
（图片来源：Synchron公司官网）
TOP 4 Cyberdyne
国家：日本 融资：1200万美元
CYBERDYNE成立于2004年，其公司使命旨在解决老龄化社会面临的医学康复问题，其研发制造的先进AI-Robot产品，能够提高使用者力量，改善老龄化社会面临的劳动力短缺问题。该公司研发的Hybrid Assistive Limb（HAL）是世界上第一个半机械人式康复外骨骼， HAL可协助身体残障者运动，并使佩戴者拥有比平常更强的力量，HAL可通过机器学习优化“人”、“机器”和“信息”的融合。加速使用者与HAL系统的协调。目前Cyberdyne主要采用的还是租赁模式，已将此产品销往世界各国。
（图：HAL康复外骨骼）
（图片来源：Cyberdyne公司官网）
TOP 3 ReWalk Robotics
国家：以色列 融资：5740万美元
成立于2001年的 ReWalk Robotics是一家为下肢残障人士提供医疗机器人设备的制造商，其在美国、以色列和德国均设有研发总部，其研发的商业外骨骼，可以使行动障碍者再次站立和行走。ReWalk公司的的使命是通过开发先进的机器人技术，从根本上改变下肢残疾者的生活质量，其研发的ReWalk套装是一种可穿戴的机器人外骨骼，可提供强健的髋部和膝盖运动，使脊髓损伤患者能够进行直立行走、转身以及爬楼梯等活动，ReWalk是第一个在美国获得FDA批准的用于个人和康复用途的外骨骼。
（图：ReWalk外骨骼套装）
（图片来源：ReWalk Robotics公司官网）
TOP 2 Ekso Bionics
国家：美国 资金：7080美元
成立于2005年的Bionics开发了用于军事、民用和医疗用途的可穿戴外骨骼，以增强工人及中风患者的力量、耐力和机动性，该公司的创始团队来源于加利福尼亚大学伯克利机器人与人类工程实验室的研究者。作为机械外骨骼公司的领头羊，Ekso Bionics公司使用外骨骼技术来增强使用者力量并改善生活质量，其提供的技术可以帮助瘫痪者站起来走路，可以帮助增强工人的作业能力。在美国每年新增中风患者近100万人，其中大多数存在肢体无力与行走障碍。Ekso Bionic通过临床和工程专业知识相结合，抓住这一高端康复医疗机遇，开发了这一突破性的康复临床机器人技术。2016年，FDA已批准其研发的Ekso GT适用于中风患者和脊髓损伤患者，2020年，Ekso Bionics获得了FDA的批准，可将新一代EksoNR机械外骨骼用于患有后天性脑损伤（包括脑外伤）的患者。
（图：EksoHealth外骨骼辅助中风患者行走能力）
（图片来源：Ekso Bionics官网）
TOP 1 Sarcos Robotics
国家：美国 融资：9610万美元
Sarcos是一家致力于开发可穿戴和远程操作工业机器人的高科技公司，可用来提高用户工作和生产环节的安全性和生产率。公司愿景旨在通过机器人技术增强未来的工业劳动力。将人类的智力、直觉和判断力与机器人的力量和准确性相结合是未来大势所趋。目前自动化工业的发展已经实现了许多场景的无人作业，但并非所有事物都可以自动化，如最常见的汽车组装过程中通常都需人工处理和安装。但对于危险的人工作业环境，如何实现安全最大化正是Sarcos Robotics想要实现的目标。该公司研发的电动全身外骨骼Guardian XO可以在各种环境下使用，如手动包装和拆箱，将重物移至工作站等，通过精确控制可使佩戴者安全地举起1000磅的重物。
（图：电动全身外骨骼Guardian XO）
（图片来源：Sarcos Robotics官网）
目前康复义肢和机械外骨骼的市场认可度还处于初级阶段，产品教育还需要更多公司共同完成。在医疗、军事和民用三个方向中，军事上的应用可能是此市场的关键增长点。此外值得注意的是，在未来几年中如何使得机械外骨骼的应用更加有实际意义使行业应该考虑的问题。因为在工业和医疗应用中，就经济成本而言，这种需求在价格点上并没有形成消费者必须使用这款产品不可的程度，设备的价格依旧是未来的重要问题。
主编｜赵清
排版｜Mia
