鲍天哲
人民健康是社会文明进步的基础,是民族昌盛和国家富强的重要标志,也是广大人民群众的共同追求。当前,我国有康复需求的患者群体庞大,普通的康复治疗远不能满足患者需求,这些多元化需求推动了我国康复机器人产业发展,但与英国、美国、日本等国家相比,我国康复机器人产业研究起步较晚,产业格局急需快速迭代,国际竞争力亟待提升。
康复机器人产业发展与应用优势
近年来,在政策支持、老龄化加速和科技创新等多重因素推动下,中国康复机器人产业呈现蓬勃发展态势,市场规模从2019年的3.7亿元快速增长至2024年的20.5亿元,年均复合增长率达40.83%。各类康复机器人产品在医疗治疗、康复训练及老年护理等领域的应用不断深化,技术创新持续突破,带动市场需求持续扩容。
现阶段,康复机器人的功能作用主要集中在两个方面,一是以干预为主的康复机器人,其基本诉求是通过康复训练解决患者的功能障碍;二是以辅助为主的康复机器人,旨在为老年人、残障人士等提供特定的生活、出行和作业辅助。从实践来看,康复机器人已广泛应用于脑卒中、脊髓损伤、肌肉损伤、骨科疾病等引起的上下肢运动功能障碍,可有效帮助患者改善关节活动度、提高肌力、重塑中枢和外周神经,最终恢复患者身体机能和运动控制能力。从临床应用来看,康复机器人可进行高强度、重复性训练,将康复医师、治疗师从繁重、反复训练中解放出来,使其更专注于治疗方案制定、评估和改进,同时也为社区康复、居家康复提供了更多可能。不仅如此,康复机器人通过集成各类传感器测量人体生理数据、动力学数据、环境数据以及机器人内置算法,可辅助康复医师进行功能评估,为调整和优化康复方案提供客观依据。此外,康复机器人广泛采用了交互式设计,通过任务导向和实时反馈,提高患者的主动康复意愿,增强主动康复意识和康复信心,提高患者康复治疗依从性和康复效果。
全球及中国康复机器人产业发展现状
全球康复机器人产业始于20世纪80年代。1987年,英国开发了Handy1康复机器人原型机;1989年,美国麻省理工学院开发了首个用于康复治疗的临床试验机器人。此后,瑞士、日本、法国等国家也在康复机器人领域开展深入研究,并在细分市场上取得了良好反馈,部分产品长期被视为行业标杆。我国康复机器人产业起步较晚,但进入21世纪后,在高校和科研机构广泛重视下,产业发展迅速,与国外竞品的差距逐渐缩小。例如,北京冬奥会期间杨淑亭女士穿戴北京航空航天大学孵化外骨骼机器人,完成了火炬传递工作;中国选手徐敏女士佩戴东南大学研发的智能假肢,荣获第三届全球辅助技术“上肢义肢”组冠军。
康复机器人产业高质量发展的建议
一是重视理论与技术创新。在康复机器人领域,瑞士、美国、以色列、日本等发达国家的公司起步较早,其主打国际高端市场产品无论在技术先进性,还是临床适用性方面都保持一定的领先优势,而国产康复机器人则在功能和结构的原创性上需要进一步突破。一般来说,康复机器人的技术研发难点主要体现在传感、决策、控制和驱动四个方面,只有各系统互相协同,才能实现复杂的康复作业任务。由于上述系统之间具有较强关联性,某个系统所取得的关键技术突破有可能形成正向的链式反应,促进康复机器人产业跨越式发展。以控制系统为例,当前国内已有企业积极探索脑机/肌电接口技术在康复机器人中的应用模式,利用人工智能算法构建多模态神经信号与人体运动意图之间的内在时空动态映射关系,让康复机器人感知患者主动运动意图,实现更加自然的高自由度人机交互。展望未来,脑机接口、多模态融合、大模型、人形机器人、柔性传感、柔顺机构、软体/连续体机器人等前沿技术也将进一步推动康复机器人产业迭代升级。其中,基于多模态融合的康复大模型有望成为下一代康复机器人产业的标志性技术,通过赋能康复机器人更强的观测、推理、交互、学习能力,机器人将从一个单一的干预装置转变为富有经验、充满人性化的智能康复伙伴。
二是加强政策保障。康复机器人产业属于医疗器械等大健康产业与机器人等先进制造业的子集。在“智能制造2025”“健康中国”等国家战略加持下,国家多部委强化对康复机器人领域政策支持,加速了康复机器人产业的应用推广。比如,民政部强调要加快推动康复辅助器具产业发展,提升康复辅助器具产品与服务质量,助力改善残疾人生活品质。在政府积极引导以及康复市场需求不断推动下,我国康复机器人产业有望进入蓬勃发展的新阶段。为进一步促进康复机器人产业发展和产品优化,建议从政策、平台、服务体系全方位布局,为康复机器人领域科研创新构建有利的发展氛围。首先,以服务科技创新为目标,健全完善促进康复机器人产业发展政策体系和服务管理制度,完善康复机器人产品质量保障和市场监管制度,制定适合我国和各省市自身特点的产品清单;其次,参考国际先进医保经验,建立多种保险和单位、个人支付相结合的多元康复医疗装备支付体系,提高患者,特别是卧床老人、残障人士等弱势群体的中高端康复医疗装备消费能力;再次,将康复机器人研究融入系统医疗、保健和康复一体化治疗体系之中,共同支撑疾病预防、早期预报、诊疗、康复全过程,并建立产业投资基金,引导社会资本领域主动投资,保护专利和知识产权。
三是完善产学研协同发展路径。通过分析国际康复机器人企业及其产品,高等院校科技创新无疑是引领行业变革的重要动力,而产学研用的深度融合则促进了产品的持续迭代更新。现阶段,高校与企业在深度对接过程中仍存在一些结构性难题和制约因素:一方面,高校的教学活动和科研工作有着自身特有的内在逻辑和评价体系,但单纯依赖传统师资力量难以充分促进科研成果向大规模产业化转化;另一方面,企业研发基础、产业化布局与高校研究方向往往差异较大,且存在短期经营压力。为此,可考虑以下对策:第一,以国内外优秀康复治疗设备研发机构和单位为参照系,如美国麻省理工学院与哈佛大学合建的健康科学与技术部、美国匹茨堡大学康复科学与技术学科等,建立康复科学与工程人才培养基地,构建“专业—实验—产业”三位一体的创新平台,培养机械、电子、医学交叉融合的复合型人才;第二,建立康复转化医学产业的协同创新,加强“政产学研医(用)”结合,鼓励生产企业、高等院校、科研院所和临床应用部门的有机结合与协同创新,推动相关的技术创新战略联盟发挥积极作用;第三,构建中试与产业化支撑体系,支持高校与地方政府共建中试基地,降低康复机器人从实验室到生产线的转化门槛。
四是依托“中国康湾”规划,打造国家级产业高地。康复大学落地后,山东省和青岛市、高新区以高标准、高起点统筹和谋划“中国康湾”产业发展,打造引领全球康复医疗装备产业高质量发展的产业高地。青岛地处黄海之滨,既是东部重要沿海城市,又是新亚欧大陆桥经济走廊主要节点城市和海上合作战略支点,被赋予打造“一带一路”国际合作新平台的重大历史使命和政治任务。同时,青岛又是国家首批医养结合试点城市、国家技术创新工程试点城市、康复辅助器具产业国家综合创新试点城市、全国首批科技助残重点联系地区等,这些优势为促进“教、研、医、产、服”良性互动提供了良好生态。康复大学是全世界第一所以“康复”命名的大学,也是世界上第一所成体系、整建制发展康复高等教育的大学,在国际康复教育领域具有开创性。目前,康复大学已构建起“医工结合、文理交叉”的学科体系,具备多个医工交叉省级平台。因此,如何进一步发挥城市优势和康复大学特点,建立高校与企业协同机制,为康复机器人的教育、研究、医疗、生产、服务构建完善的生态系统,打造国家级产业高地,是当前青岛城市发展的重要课题。
(作者单位:康复大学 本文系2023年度青岛市社会科学规划研究项目(项目批准号:QDSKL2301049)、中国残联课题残疾人辅助器具专项(项目批准号:2023CDPFAT-03))