作为一家专注于机器人技术的企业,傅利叶始终坚守“机器人以人为本,服务于人”的核心理念,致力于推动机器人技术在各领域的实际应用。在医疗领域,傅利叶将首个重要应用场景锁定在康复领域。回溯至2015年,即十年前,康复治疗主要依赖于传统方法。然而,随着智能技术的迅猛发展,机器人技术正逐步从人工操作向自动化、智能化转变。2019年,傅利叶开始逐步涉足具身机器人场景的应用。
11月11日,在第四届南渡江智慧医疗及康复产业高峰论坛上,上海傅利叶智能科技股份有限公司康复创新产品总监杨志豪,就《智能康复技术及人形机器人在康复中的进展与展望》这一主题进行了深入分享。
杨志豪介绍,傅利叶在康复领域已构建起一套成熟且全面的综合解决方案。目前,该方案已成功应用于2000多家不同医疗机构,业务遍布全球40多个国家。
傅利叶的核心业务板块包括康复整体方案、具身产品线、人形产品线、泛机器人产品线以及虚拟现实系统。其技术原理基于机器人技术的核心控制闭环,通过自主研发的执行器进行综合系统集成和应用开发。
在康复板块,傅利叶的核心目标是解放治疗师的双手。通过上肢、下肢产品线,傅利叶有效解决了康复治疗中人员不足的问题,同时为患者提供了智能化和沉浸式的交互体验。例如,公司打造的一整套方案涵盖了上肢多维关节训练、手指关节训练等,能够全面覆盖神经损伤、脑卒中患者等不同康复训练场景和评估场景,特别是针对人的综合能力评估。
此外,傅利叶还拥有一套完整的物联网化系统,其中数据合规性是该系统的重要特性。公司始终坚守数据合规性规范,确保所有数据保存在医院本地。
以具体产品为例,上肢机器人能够提供动态的动力补偿,实现按需辅助治疗。例如,当患者尝试拿起杯子或一瓶水时,机器人会适时提供助力。下肢方面,针对偏瘫患者的移动训练至关重要,而机器人能够更好地完成这项任务。傅利叶针对不同场景开发了具有不同功能的产品。
杨志豪认为,设备只是智能化康复解决方案的一部分,培训设备同样重要,尤其是在基层医疗场景中。康复服务不仅存在于大型三甲医院,还广泛分布于社区、乡镇医院。然而,这些基层医疗机构往往缺乏足够的专业康复人才。因此,傅利叶提供了标准化的管理、信息化的系统以及综合的整体科室运营解决方案。
目前,傅利叶的服务已覆盖从三甲医院到上海246个社区卫生服务中心,以及乡镇级二级、三级医院。杨志豪指出,未来康复市场的潜力主要在基层。同时,信息化的管理系统也是关键一环。傅利叶在做好智能综合解决方案的同时,也高度重视数据的合规性。
杨志豪强调,康复的核心目的是帮助患者回归生活和社会,重新融入原本的生活和工作环境。而模拟真实环境是实现这一目标的最佳途径。为此,傅利叶推出了伽利略系统,该系统能够模拟真实世界的各种环境。
伽利略系统通过机器人身上的传感器感知多模态数据融合产生的物理世界,包括视觉传感器感知光线变化、嗅觉传感器感知气味变化等。该系统将这些感官信息进行整合,实现了从单一功能训练到场景训练的转变。例如,针对日常生活的坐公交、坐地铁、开车等场景,伽利略系统提供了完全虚拟现实的沉浸式训练体验。傅利叶对上海公交站、地铁站、马路、超市进行了真实还原,并通过不同的传感器、动作捕捉、足底压力等算法实现生物力学综合能力的分析。该系统适用于不同功能阶段的患者,如早期的平衡能力训练、中后期能力增强,甚至包括运动员的训练。
以开车为例,这是一项复合功能,需要手眼协调、及时反应、上下肢协调以及位置平衡训练、反应力训练、认知训练等综合训练。而传统康复主要进行单一功能训练,如上肢练上肢、下肢练下肢。伽利略系统则还原了这些场景,比如开车时碰到的各种问题。对于坐公交车,老年人跌倒通常发生在起步和刹车时,傅利叶对上海普通公交进行了1:1交通建模,实地采集公交车的振动频率。地铁则是基于上海二号线、10号车车箱进行1:1还原建模,其中包含了很多细节,如车箱的广告牌等。
此外,傅利叶还对杭州的理安寺进行了建模,构建了一个虚拟世界。在这个虚拟世界中,可以改变太阳的位置、天气等,让治疗师或医生实时改变环境,模拟真实环境。例如,下雪时跑带会打滑,这是真实的体验。不同环境、温度、光线、运动平台、位置等都会产生一系列变化。
杨志豪强调,伽利略系统的目标有两个:一是将机器人技术更加普惠地推广到基层;二是提升机器人技术的高端性,适用于虚拟现实等大型场景。
目前,具身机器人、人形机器人是最为热门的话题。具身智能与康复、医学工程、生物力学紧密相关。要设计一个优秀的拟人的人形机器人,首先需要对人的生理结构有足够的了解。虽然机器人的硬件本体在不断提高,但与人的生理结构仍存在一定差距。例如,人有600多块肌肉、200多块骨头,而机器人通常只有50多个电机,少的只有20几个电机,这意味着机器人在灵活性或完成任务的能力上与人类存在差距。在认知能力方面,即人工智能领域,人有140多个不同的脑区,机器人虽然通过大语言模型解决了语言和视觉问题,但如何将这些感官与人串联起来,仍有许多难点需要突破。
傅利叶希望聚焦在一个真实领域实现场景落地。其第一代人形机器人是轻量化的,身高1.65米,体重只有55公斤。第二款则相对更加强壮,可以有更大的负重,身高更高,体重也更大,能够胜任一部分体力工作。
在设计完第一代、第二代人形机器人时,傅利叶也在思考如何让机器人与人更好地交互。首先,机器人需要可触摸、可互动。为此,公司将原来冰冷的金属结构改变成可触摸的柔性的软包式结构,并植入了一些类似于护膝的护料。
人与人的交互不仅有语言,还有语音、语调、手势等,机器人也是如此。如果只是语言的交互,会让人感觉不像人。因此,傅利叶把机器人的眼睛做得非常炯炯有神,可以跟人产生跟随的效果。公司还有一款宇航员面部是大屏的机器人,可以产生不同的应用场景和面部变化。
虽然机器人在不同的应用领域有不同的场景,如工业领域、导航、文旅等,但傅利叶认为公司最重要的目标市场还是康复和养老领域。目前,公司正在逐步进行尝试,思考如何让机器人更好地理解人。人跟人之间的沟通相对低效,主要是语言的交互,而有了脑电、肌电之后,采集到信号后沟通会更加直接。
借助本次论坛,傅利叶希望未来康复领域可以与脑机接口以及不同领域做更多的尝试。机器人可以到康复治疗大厅,也可以到养老院、养老机构,与人产生互动。除了提供运动疗法之外,机器人还可以提供情绪价值、音乐疗法,与人产生更多的交互,提供心理陪伴的作用。此外,傅利叶还可以通过视觉和大语言模型的结合,对动作进行纠偏,比如结合脑电看患者的专注度,也可以结合简单的OT训练、PT训练做系列的任务导向性训练。
1313
