“過去我們羨慕其他科室有手術機器人、核磁共振儀和CT這樣的大裝備,現(xiàn)在我們將康復機器人和生物力學、傳感器、虛擬現(xiàn)實等技術整合起來,打造了一款真正屬于康復科的大裝置。”傅利葉智能集團董事長兼CEO顧捷說道。
6月10日,傅利葉智能集團正式發(fā)布了自主研發(fā)的人體運動量化研究與康復系統(tǒng)——MetaMotus?Galileo伽利略系統(tǒng),作為國內首創(chuàng)集生物力學、康復醫(yī)學、運動科學三大領域的頂級科研與訓練設備,伽利略系統(tǒng)是康復醫(yī)學領域“天花板”級別的產(chǎn)品,體現(xiàn)了智能康復技術的全球頂尖水準。
眾所周知,天文學家伽利略致力于追求科學真相,發(fā)現(xiàn)了新宇宙。這套系統(tǒng)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,開發(fā)伽利略的想法由來已久,“過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(xiàn)實、機器人、生物力學等技術,將社會生活場景與軀體功能串聯(lián),在虛擬實景中進行評估和訓練,幫助患者提高生活質量,回歸社會。”
虛實融合,科技催化產(chǎn)業(yè)變革 2021年,傅利葉智能正式啟動了伽利略項目,這是傅利葉多年來機器人技術積累和臨床醫(yī)學領域持續(xù)探索的集大成之作,包括六軸運動平臺、六維測力臺、LED柔性環(huán)屏、自適應跑臺、動態(tài)減重、運動捕獲系統(tǒng)、上下肢康復機器人、運動訓練設備,以及人機交互軟件等先進科技。
伽利略產(chǎn)品總監(jiān)楊志豪介紹,伽利略系統(tǒng)包含了6個自由度的運動平臺,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、各類運動及跌倒等場景,通過平衡維持并增加上肢任務,增加擾動干擾。
在模擬場景方面,伽利略配備了180°柔性LED環(huán)繞大屏,符合人眼的視野范圍,有3A級畫面效果,打造開放式沉浸體驗。并且視效更加平穩(wěn),減小使用者的眩暈感。聲、光、觸覺等多維度多感官輸入,伽利略營造出沉浸式場景,讓患者置身于虛擬環(huán)境中,與環(huán)境互動交融,打造更真實的體驗,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個壓力點數(shù)據(jù),通過軟件可視化數(shù)據(jù)處理,能實現(xiàn)平衡、足底壓力和人體姿態(tài)的評估。
此外,伽利略系統(tǒng)配備了雙履帶超寬測力跑臺、無線表面肌電(sEMG)信號采集系統(tǒng)、多通道慣性高清動作捕捉系統(tǒng)等,適用于各種運動場景的高頻率高精度的動作捕捉,采集動態(tài)平衡及步行訓練中的數(shù)據(jù),可與表面肌電儀、六維測力系統(tǒng)等設備同步運行,滿足多場景需要。
伽利略系統(tǒng)可實現(xiàn)步態(tài)功能評測
據(jù)了解,伽利略系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)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(tǒng)的核心在于技術的整合,成為變革的催化劑,打破學科邊界,重新定義了康復的未來。我們可以創(chuàng)造一個生態(tài)系統(tǒng),成為世界范圍內科技創(chuàng)新的引領者,邀請海外聯(lián)合實驗室共同參與科研工作?!备道~智能集團副總裁兼首席戰(zhàn)略官、國際先進康復技術工業(yè)協(xié)會主席Zen KOH評價道。
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踐的未來,作為評估和訓練患者的工具,伽利略系統(tǒng)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)美學黑盒子 “我們的產(chǎn)品設計靈感來源于一個神秘的黑盒子,外表看不出所以然,步入其中卻別有洞天。伽利略系統(tǒng)是一款向內而生的產(chǎn)品,因此我們采用了極簡設計風格,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。
伽利略的設計風格參考了極簡主義,目的是從根本上簡化和減少看起來最基本的元素。這意味著使用干凈的線條、幾何形狀和有限的顏色,拒絕裝飾主義,重點在功能設計和高品質的表面處理。
向外而行,拓展無限應用可能 伽利略系統(tǒng)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、認知、日常生活活動、心理等功能障礙,提供評估和訓練,也適用于運動員、軍人等能力增強訓練。
伽利略系統(tǒng)集成了30多種功能模塊,可以模擬劃船、公交地鐵出行、互動輪椅、紅綠燈急行,行走上下坡等運動和康復的真實場景,打造康復的一體化系統(tǒng)(All-in-One System)。
伽利略系統(tǒng)模擬公交地鐵出行場景
以劃船場景為例,楊志豪介紹,伽利略可將運動平臺與EMU三維上肢康復機器人聯(lián)動控制,提供類似揮槳的動態(tài)重力補償,還可以模擬水的阻力,實現(xiàn)雙上肢協(xié)同訓練。真實世界的物理特性也加入了虛擬場景中,如根據(jù)揮槳力度可以改變水浪的高度,畫面上的船身與運動平臺隨著波浪變化同步浮動,更加真實地還原了實際乘船體驗?!疤柕奈恢?#xff0c;漁網(wǎng)的光影變化,隨風搖曳的樹木,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(tǒng)搭配EMU三維上肢康復機器人模擬雙上肢劃船訓練
伽利略的場景與日常生活息息相關,例如,過馬路雖然看起來非常簡單,對于某些患者來說,卻是一個難度極高的任務。楊志豪解釋道,“如帕金森癥導致的凍結步態(tài),往往因為無法順利通過馬路導致危險發(fā)生,而紅綠燈的倒計時以及路上行駛的車輛,會給予他們更大的心理壓力。車輛在按喇叭的時候,也會有無形的壓迫感,因此伽利略設計了紅綠燈急行場景,通過模擬還原,讓患者逐步適應這個過程,同時進行反應力和步行評估,訓練對方在遇到綠燈閃爍時的通行能力。”
伽利略系統(tǒng)模擬紅綠燈急行場景
伽利略系統(tǒng)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。例如心理康復場景——創(chuàng)傷后應激障礙,地震等災害引發(fā)大量個體的應激障礙,伽利略的虛擬現(xiàn)實技術結合環(huán)繞音效和運動平臺,可以幫助還原真實的地震場景,進行暴露類干預治療,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運動生物力學工作站,包含三維動作捕捉系統(tǒng)、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,針對過往多設備采集數(shù)據(jù),無法統(tǒng)一分析的痛點,形成系統(tǒng)的生物力學解決方案,集科研、評估、訓練于一體,滿足醫(yī)療康復、體育訓練、人機工程等領域研究評估需求。
伽利略系統(tǒng)未來會成為國際頂尖醫(yī)院康復中心、高校機器人實驗室、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(tǒng)正式落戶張江機器人谷,今年將在數(shù)家機構落地。
“伽利略系統(tǒng)始于康復,但不止于康復。我們致力于打造一個開放的科研平臺,歡迎更多的臨床和工程人員參與到伽利略系統(tǒng)的科研環(huán)境中,碰撞出無限可能。伽利略不只是一個康復的大裝置,它的潛力遠遠超出想象,就像飛行器的開發(fā)需要風洞實驗室,希望伽利略系統(tǒng)能夠成為醫(yī)學工程領域的‘風洞’,助力產(chǎn)生更多新技術、新療法、新產(chǎn)品?!鳖櫧菡雇馈?