“過(guò)去我們羨慕其他科室有手術(shù)機器人、核磁共振儀和CT這樣的大裝備,現在我們將康復機器人和生物力學(xué)、傳感器、虛擬現實(shí)等技術(shù)整合起來(lái),打造了一款真正屬于康復科的大裝置?!备道~智能集團董事長(cháng)兼CEO顧捷說(shuō)道。
6月10日,傅利葉智能集團正式發(fā)布了自主研發(fā)的人體運動(dòng)量化研究與康復系統——MetaMotus?Galileo伽利略系統,作為國內首創(chuàng )集生物力學(xué)、康復醫學(xué)、運動(dòng)科學(xué)三大領(lǐng)域的頂級科研與訓練設備,伽利略系統是康復醫學(xué)領(lǐng)域“天花板”級別的產(chǎn)品,體現了智能康復技術(shù)的全球頂尖水準。
眾所周知,天文學(xué)家伽利略致力于追求科學(xué)真相,發(fā)現了新宇宙。這套系統以他的名字命名,寓意探索功能極限,重塑生命的新宇宙。
顧捷透露,開(kāi)發(fā)伽利略的想法由來(lái)已久,“過(guò)去我們設計康復訓練產(chǎn)品,更多聚焦于上肢或下肢等孤立的功能康復問(wèn)題,但康復的最終目標是讓患者回歸生活。我們全面整合了近些年積累的虛擬現實(shí)、機器人、生物力學(xué)等技術(shù),將社會(huì )生活場(chǎng)景與軀體功能串聯(lián),在虛擬實(shí)景中進(jìn)行評估和訓練,幫助患者提高生活質(zhì)量,回歸社會(huì )?!?br />
虛實(shí)融合,科技催化產(chǎn)業(yè)變革 2021年,傅利葉智能正式啟動(dòng)了伽利略項目,這是傅利葉多年來(lái)機器人技術(shù)積累和臨床醫學(xué)領(lǐng)域持續探索的集大成之作,包括六軸運動(dòng)平臺、六維測力臺、LED柔性環(huán)屏、自適應跑臺、動(dòng)態(tài)減重、運動(dòng)捕獲系統、上下肢康復機器人、運動(dòng)訓練設備,以及人機交互軟件等先進(jìn)科技。
伽利略產(chǎn)品總監楊志豪介紹,伽利略系統包含了6個(gè)自由度的運動(dòng)平臺,可以模擬船面的搖晃、行走中的上下坡起伏變化、乘坐公共交通、各類(lèi)運動(dòng)及跌倒等場(chǎng)景,通過(guò)平衡維持并增加上肢任務(wù),增加擾動(dòng)干擾。
在模擬場(chǎng)景方面,伽利略配備了180°柔性L(fǎng)ED環(huán)繞大屏,符合人眼的視野范圍,有3A級畫(huà)面效果,打造開(kāi)放式沉浸體驗。并且視效更加平穩,減小使用者的眩暈感。聲、光、觸覺(jué)等多維度多感官輸入,伽利略營(yíng)造出沉浸式場(chǎng)景,讓患者置身于虛擬環(huán)境中,與環(huán)境互動(dòng)交融,打造更真實(shí)的體驗,達到最優(yōu)治療效果。
伽利略的六維高精度測力臺內嵌6塊六維測力臺和壓力傳感,可以捕捉x、y、z三維空間的力及力矩值,另外測力臺表面還附有高密度壓力采集薄膜,以100Hz頻率采集9600個(gè)壓力點(diǎn)數據,通過(guò)軟件可視化數據處理,能實(shí)現平衡、足底壓力和人體姿態(tài)的評估。
此外,伽利略系統配備了雙履帶超寬測力跑臺、無(wú)線(xiàn)表面肌電(sEMG)信號采集系統、多通道慣性高清動(dòng)作捕捉系統等,適用于各種運動(dòng)場(chǎng)景的高頻率高精度的動(dòng)作捕捉,采集動(dòng)態(tài)平衡及步行訓練中的數據,可與表面肌電儀、六維測力系統等設備同步運行,滿(mǎn)足多場(chǎng)景需要。
伽利略系統可實(shí)現步態(tài)功能評測
據了解,伽利略系統已經(jīng)實(shí)現了核心模塊完全自研生產(chǎn),并且所有零部件都已國產(chǎn)化?!百だ韵到y的核心在于技術(shù)的整合,成為變革的催化劑,打破學(xué)科邊界,重新定義了康復的未來(lái)。我們可以創(chuàng )造一個(gè)生態(tài)系統,成為世界范圍內科技創(chuàng )新的引領(lǐng)者,邀請海外聯(lián)合實(shí)驗室共同參與科研工作?!备道~智能集團副總裁兼首席戰略官、國際先進(jìn)康復技術(shù)工業(yè)協(xié)會(huì )主席Zen KOH評價(jià)道。
加拿大多倫多KITE研究所主任Milos Popovic教授對新品發(fā)布表示祝賀,“我認為這是康復研究和實(shí)踐的未來(lái),作為評估和訓練患者的工具,伽利略系統是非常杰出的新設備,可以幫助患者突破身體極限?!?br />
向內而生,打造工業(yè)美學(xué)黑盒子 “我們的產(chǎn)品設計靈感來(lái)源于一個(gè)神秘的黑盒子,外表看不出所以然,步入其中卻別有洞天。伽利略系統是一款向內而生的產(chǎn)品,因此我們采用了極簡(jiǎn)設計風(fēng)格,并將曲面屏做包裹式、收斂式設計,在步入伽利略的一瞬間仿佛穿越到了虛擬世界?!睏钪竞澜榻B。
伽利略的設計風(fēng)格參考了極簡(jiǎn)主義,目的是從根本上簡(jiǎn)化和減少看起來(lái)最基本的元素。這意味著(zhù)使用干凈的線(xiàn)條、幾何形狀和有限的顏色,拒絕裝飾主義,重點(diǎn)在功能設計和高品質(zhì)的表面處理。
向外而行,拓展無(wú)限應用可能 伽利略系統主要針對神經(jīng)損傷、肌骨損傷或退行性病變等原因造成的功能缺陷,包括運動(dòng)、認知、日常生活活動(dòng)、心理等功能障礙,提供評估和訓練,也適用于運動(dòng)員、軍人等能力增強訓練。
伽利略系統集成了30多種功能模塊,可以模擬劃船、公交地鐵出行、互動(dòng)輪椅、紅綠燈急行,行走上下坡等運動(dòng)和康復的真實(shí)場(chǎng)景,打造康復的一體化系統(All-in-One System)。
伽利略系統模擬公交地鐵出行場(chǎng)景
以劃船場(chǎng)景為例,楊志豪介紹,伽利略可將運動(dòng)平臺與EMU三維上肢康復機器人聯(lián)動(dòng)控制,提供類(lèi)似揮槳的動(dòng)態(tài)重力補償,還可以模擬水的阻力,實(shí)現雙上肢協(xié)同訓練。真實(shí)世界的物理特性也加入了虛擬場(chǎng)景中,如根據揮槳力度可以改變水浪的高度,畫(huà)面上的船身與運動(dòng)平臺隨著(zhù)波浪變化同步浮動(dòng),更加真實(shí)地還原了實(shí)際乘船體驗?!疤?yáng)的位置,漁網(wǎng)的光影變化,隨風(fēng)搖曳的樹(shù)木,甚至是石頭上的一片苔蘚等,我們都做了細致入微的設計?!?br />
伽利略系統搭配EMU三維上肢康復機器人模擬雙上肢劃船訓練
伽利略的場(chǎng)景與日常生活息息相關(guān),例如,過(guò)馬路雖然看起來(lái)非常簡(jiǎn)單,對于某些患者來(lái)說(shuō),卻是一個(gè)難度極高的任務(wù)。楊志豪解釋道,“如帕金森癥導致的凍結步態(tài),往往因為無(wú)法順利通過(guò)馬路導致危險發(fā)生,而紅綠燈的倒計時(shí)以及路上行駛的車(chē)輛,會(huì )給予他們更大的心理壓力。車(chē)輛在按喇叭的時(shí)候,也會(huì )有無(wú)形的壓迫感,因此伽利略設計了紅綠燈急行場(chǎng)景,通過(guò)模擬還原,讓患者逐步適應這個(gè)過(guò)程,同時(shí)進(jìn)行反應力和步行評估,訓練對方在遇到綠燈閃爍時(shí)的通行能力?!?br />
伽利略系統模擬紅綠燈急行場(chǎng)景
伽利略系統還可以用于步態(tài)功能、心肺功能評測、老年病康復、疼痛康復等方方面面。例如心理康復場(chǎng)景——創(chuàng )傷后應激障礙,地震等災害引發(fā)大量個(gè)體的應激障礙,伽利略的虛擬現實(shí)技術(shù)結合環(huán)繞音效和運動(dòng)平臺,可以幫助還原真實(shí)的地震場(chǎng)景,進(jìn)行暴露類(lèi)干預治療,從而緩解癥狀,達到更理想的治療效果。
另外,傅利葉智能同期發(fā)布了BioMotionX運動(dòng)生物力學(xué)工作站,包含三維動(dòng)作捕捉系統、步態(tài)分析跑臺、壓力分布、測力臺、表面肌電、足底五維力傳感器、VR等設備,針對過(guò)往多設備采集數據,無(wú)法統一分析的痛點(diǎn),形成系統的生物力學(xué)解決方案,集科研、評估、訓練于一體,滿(mǎn)足醫療康復、體育訓練、人機工程等領(lǐng)域研究評估需求。
伽利略系統未來(lái)會(huì )成為國際頂尖醫院康復中心、高校機器人實(shí)驗室、臨床轉化中心、國家隊訓練中心等的標準配置,同樣可適用于通用機器人的訓練、測試和評估,創(chuàng )造多元科研環(huán)境。楊志豪介紹,去年伽利略系統正式落戶(hù)張江機器人谷,今年將在數家機構落地。
“伽利略系統始于康復,但不止于康復。我們致力于打造一個(gè)開(kāi)放的科研平臺,歡迎更多的臨床和工程人員參與到伽利略系統的科研環(huán)境中,碰撞出無(wú)限可能。伽利略不只是一個(gè)康復的大裝置,它的潛力遠遠超出想象,就像飛行器的開(kāi)發(fā)需要風(fēng)洞實(shí)驗室,希望伽利略系統能夠成為醫學(xué)工程領(lǐng)域的‘風(fēng)洞’,助力產(chǎn)生更多新技術(shù)、新療法、新產(chǎn)品?!鳖櫧菡雇?。