XoMotion自平衡外骨骼機讓脊髓損傷患者站起來跳舞

許多脊髓損傷患者也有戲劇性的災難故事：潛水事故、車禍、建筑工地災難。但 Chlo? Angus 的故事卻截然不同。2015 年的一個晚上，她在家時，她的右腳開始刺痛并逐漸失去知覺。她設法自己開車去了醫院，但在接下來的幾天里，她失去了所有的感覺和對雙腿的控制。醫生在她的脊髓內發現了一個無法切除的良性腫瘤，并告訴她她再也不會走路了。但 Angus 是一位噴氣式時裝設計師，他不是那種對這樣的消息坐以待斃的人。

十年后，在 1 月份的 CES 科技貿易展上，Angus 展示了她在加拿大公司 Human in Motion Robotics 的電動外骨骼中的舞蹈動作。“脊髓受傷后重新開始走路很酷，但重新開始跳舞會改變游戲規則，”她在世博會現場對人群說。

該公司將于 4 月下旬開始對其 XoMotion 外骨骼進行臨床試驗，最初測試一種用于康復設施的版本，作為邁向像 Angus 這樣的人可以帶回家的個人使用外骨骼的墊腳石。XoMotion 只是第二款具有自平衡功能的外骨骼，這意味著用戶無需依靠拐杖或助行器，可以解放雙手來完成其他任務。

“憑借我們擁有的技術，'你再也不會走路了'這句話在當今時代已不再適用，”Angus 說。

腰部以下癱瘓的 Chlo? Angus 在 XoMotion 外骨骼中展示她的動作。 XoMotion 運動

XoMotion 外骨骼的起源

Angus 擔任 Human in Motion 的生活體驗總監，自 2016 年以來一直參與該公司及其技術。就在那時，她在溫哥華的西蒙弗雷澤大學遇到了幾位學者，他們對外骨骼提出了一個新穎的想法。Siamak Arzanpour 教授和他的同事 Edward Park 希望利用尖端機器人技術來構建一種自平衡裝置。

當時，有幾家公司都有可用于康復設置的外骨骼，但該技術有許多局限性：最值得注意的是，所有這些外骨骼都需要拐杖來穩定使用者在行走時的上半身。更重要的是，用戶需要幫助才能進出外骨骼，而這些設備通常無法處理轉彎、臺階或斜坡。Angus 記得在 2016 年試用了 Ekso Bionics 的外骨骼：“到了周末，我說，'這很有趣，但我們需要構建更好的外骨骼。

Human in Motion 的首席執行官 Arzanpour 表示，他的團隊一直被制造自平衡外骨骼的工程挑戰所吸引。 “當我們與 Chlo? 會面時，我們意識到我們設想的就是用戶需要的，”他說。“她驗證了我們的愿景。”

在芝加哥 Shirley Ryan Ability 實驗室進行外骨骼研究的 Arun Jayaraman 正在與 Human in Motion 合作，于今年春天進行臨床試驗。他說，與需要手臂支撐的外骨骼相比，自平衡外骨骼更適合在家中使用：“必須使用助行器和拐杖等輔助設備，這使得很難在水平地面、坡道、路緣或不平坦的表面等表面上過渡。

自平衡外骨骼如何工作？

自平衡外骨骼使用的技術與現在進入市場的許多人形機器人中的技術大致相同。它們在踝關節、膝關節和髖關節處有成束的致動器，一系列傳感器用于檢測外骨骼的移動位置和周圍環境，以及非常快速的處理器來處理所有傳感器數據并為設備的下一步行動生成指令。

雖然自平衡外骨骼比需要手臂支架的外骨骼更笨重，但 Arzanpour 表示，它們賦予用戶的獨立性使該技術成為明顯的贏家。他還指出，自平衡模型可以被更廣泛的人使用，包括上半身力量和活動能力有限的人。

當 Angus 想戴上 XoMotion 時，她可以用應用程序從房間的另一端召喚它，并命令它坐在她的輪椅旁邊。她能夠在沒有幫助的情況下將自己轉移到設備中，然后使用連接到外骨骼的簡單縱桿來控制其運動。她指出，外骨骼可以與各種不同的控制機制一起工作，但有線連接被認為是最安全的：“這樣，就不會丟失 Wi-Fi 信號，”她說。當她將設備置于工程師為她創造的“舞蹈模式”時，她可以放下控制器，依靠外骨骼的傳感器來捕捉她軀干的細微變化，并將其轉化為腿部運動。

家用外骨骼面臨哪些挑戰？

XoMotion 并不是第一款提供免提使用的外骨骼。這一榮譽屬于法國公司 Wandercraft，該公司的康復模式已經在歐洲和美國獲得了監管部門的批準，現在正在開始對家庭模式進行臨床試驗。但 Arzanpour 表示，XoMotion 提供了比 Wandercraft 設備更多的技術進步，包括機器人關節和用戶生物關節的精確對齊，以確保不會對身體施加過度壓力，以及執行器中的扭矩傳感器，以收集有關機器運動的更準確數據。

參與 Wandercraft 臨床試驗的新澤西理工學院 （New Jersey Institute of Technology） 副教授 Saikat Pal 說，獲得家用模型的批準對任何外骨骼公司來說都是一個挑戰。“對于將在家中使用的 ny 設備，參數將與診所不同，”Pal 說，“每個家庭看起來都不同，間隙也不同。 當你把設備搬回家時，工程問題要復雜幾倍。

Angus 說，她相信 Human in Motion 的工程師會在幾年內解決這些問題，使她能夠將 XoMotion 帶回家。她已經等不及了。“你知道坐 14 個小時的長途汽車是什么感覺嗎？你好想伸展一下。現在想象一下，你的余生都住在那個飛機座位上，“她說。“當我進入外骨骼時，我的背部只需要幾分鐘就可以拉長。” 她想象著早上戴上 XoMotion，做一些伸展運動，然后給丈夫做早餐。也許只有幾次舞蹈休息。