當一位 26 歲的右腿截肢者抵達攀巖墻頂點時,圍觀者爆發出熱烈掌聲。他借助一條智能仿生腿發力,精準踩住每一個巖點。
這位截肢者從小就是運動健將,曾以優異體育成績被重點高中錄取。然而,中考后第三天,意外降臨,行走從此成為他最懼怕之事。他嘗試過無數假肢,要么僅具裝飾作用,要么讓他痛苦不堪?!按┲鴤鹘y機械假肢,就像拄著不穩的拐杖,走平地都會摔倒,還得麻煩旁人。拖著假腿只能甩胯,半步半步挪,腰椎疼痛、變形,姿勢怪異,還被起了各種外號。” 這讓他一度痛苦到不愿出門。
2021 年,他報名成為強腦科技的智能仿生腿研發測試兼產品體驗官。此后,他不僅能自如行走,還完成了攀巖、沖浪、跳傘等極限運動。
如今,強腦科技的仿生腿已實現量產,成功邁出從實驗室走向市場的關鍵一步。
2 月以來,因杭州 “六小龍” 的新聞熱度,強腦科技迎來眾多慕名而來的參訪者。在這里,參訪者能看到體驗者們借助仿生設備大步流星,仿生手使用者彈鋼琴、寫書法,還能看到他們與工程師、科學家共同調試設備、研發新產品。
目前,強腦科技已完成約 3 億美元融資并投入研發,在腦機接口領域與馬斯克的 Neuralink 并列為全球融資規模最大的兩家公司。
馬斯克設想,腦機接口技術最終能幫助人類實現 “永生”,保存記憶和大腦信息。他選擇風險較大的侵入式腦機接口技術 —— 通過開顱將電極插入大腦,率先幫助全身癱瘓病人和失明者恢復。
強腦科技則選擇了另一條路線。在強腦科技創始人看來,非侵入式腦機接口路線前景更為廣闊。最基礎的,是讓殘障人士有尊嚴地生活。
創始人提到,在中國,肢體殘疾的殘障人士有 2472 萬,然而假肢使用率可能不到 1%,進口假肢動輒幾十萬的價格讓他們難以承受。
創始人希望,未來 10 年,能幫助 100 萬肢殘人士安裝神經智能假肢并恢復日常生活,幫助 1000 萬飽受自閉癥、老年癡呆、失眠困擾的腦疾病患者。
強腦科技是杭州政府早早看好的 “潛力股”。2015 年,強腦科技創立,比 Neuralink 早一年。2018 年,杭州未來科技城領導遠赴波士頓,與當時還在哈佛大學攻讀博士的創始人長談三四個小時,“聊得最多的竟是腦機接口未來的發展”。
不久后,強腦科技從波士頓遷至杭州?,F在,強腦科技總部所在的道路上,數十家與腦科學、人工智能產業緊密關聯的企業形成了一個協同生態圈 —— 從電子皮膚、神經反饋算法到云計算,每個細分領域大多能在半徑 5 公里內找到協作伙伴。腿隨心動
截肢者仍記得 2021 年首次使用仿生腿的場景,裝配師鼓勵他邁步,可他習慣拖著假肢走,突然甩開腿,總擔心下一秒摔倒。
當他邁出第一步,仿生腿自動調節支撐力,步伐意外平穩,他慢慢找回兩條腿走路的感覺。
這份支撐源于算法與硬件的雙重革新,以及無數次硬件與軟件版本的迭代。
傳統假肢依賴機械結構,而仿生腿集成多種傳感器,實時采集數據,經算法處理轉化為指令,控制產品的液壓系統,使仿生腿能針對當前運動狀況進行動態實時適配,走起路來更自然流暢。
強腦科技的工程師表示,仿生手及仿生腿使用者無需手術,用大腦 “意念” 就能控制肢體,完成高精度活動,真正做到隨心而動。但腦電信號極其微弱,約為一節 5 號電池電壓的百萬分之一,還需克服噪聲等干擾。
強腦科技團隊選擇在傳感器和算法能力上突破,更有效地捕捉殘肢上的信號。團隊自主研發的新式電極材料 —— 固態凝膠電極解決了信號采集難題。大量測試顯示,在不涂抹導電膏的情況下,信息精確度接近 95%。
截肢者曾在趕公交時被小陡坡絆倒,仿生腿傳感器當場碎裂。
他第一時間聯系科學家團隊,并上傳當時數據到云端排查問題。科學家團隊發現,這不僅是他個人問題,而是仿生腿使用者的共同痛點:人的膝蓋靈活,在陡坡路面行走沒問題,但仿生腿最大活動角度無法達到。
因此,強腦科技在新一代仿生腿產品上采用新材料,提升最大活動角度,還增加緊急避險功能。當用戶在不平路面失去支撐力時,算法會調節并讓壓桿提供合適支撐力量,減少摔跤等突發情況。
在新版軟件系統里,AI 算法可識別草地、沙地、上下樓等多種地形情況,并動態調整參數。此外,仿生腿系統還針對騎自行車、橢圓機訓練、打高爾夫球和乒乓球等特殊運動設置預定模式,方便用戶切換?!氨热缟蠘翘輹r,系統會提前增加膝關節阻尼,防止打滑;遇到坑洼路面,緊急避險算法能在 0.1 秒內增強支撐力?!?強腦科技工程師介紹。
當被問到若不考慮任何因素,還希望仿生腿有何改進時,截肢者說:“我能想到的痛點,都已反饋給科學家解決了。我曾想過能否做出鋼鐵俠的盔甲或者動力能源,讓我飛起來或者跑得比博爾特還快?!?/p>
強腦科技相關負責人表示,隨著未來科技發展,截肢者的想法或許能夠實現。
創始人認為,腦機接口在未來 5 至 10 年內,會經歷三個階段變化,分別是:修復、增強和更高階交互。修復是幫助腦疾病、肢體殘疾等最需要的人恢復生活;增強方面,例如根據老人意識為其提供機能補充,讓老人多走 5 至 10 年;未來或許無需語言對話,大腦一想就能傳遞消息。創新以人的需求為先
另一位使用者使用仿生手近 5 年,他的頭像是自己彈琴時的照片。
大學畢業后,這位使用者因意外失去左手。接觸到強腦科技的智能仿生手后,他開始學鋼琴,“我不再介意別人提到我的手”。
他介紹,傳統假手有兩類,一種是美容裝飾品,不能活動;另一種是機電假肢,通過開關裝置實現固定動作。接觸過傳統產品后,他直接放棄了?!澳切┘僦枰也粩鄬W習適應,而不是適應我的需求?!?/p>
他以拿水杯喝水的動作展示差距,傳統假手需伸腕和扣腕觸發開合,動作僵硬像夾子,沒夾住水就會灑一身。強腦科技的仿生手則符合使用習慣,伸手抓水杯,彎曲手臂喝水。
這位使用者還有另一重身份,是強腦科技的工程師,2019 年加入強腦科技,與團隊成員合作研發,尤其是滿足用戶需求的輔助功能,比如吃飯握刀叉、寫字握筆等長時間握物時,仿生手會進入鎖定狀態,減輕負擔等。
讓他印象最深的一次迭代是一場 “減重攻堅戰”。
把仿生手做得更小是強腦科技團隊一直以來的挑戰。起初,用戶使用仿生手需攜帶類似大箱子的控制盒保證續航。此后,研發團隊不斷縮小主板和馬達,直到仿生手與人的手臂差不多大小。
不過,過度減重帶來新問題,曾選用一種強度較高的塑料做手指材料,讓手掌更輕便。但用戶體驗后反饋,只能提不超過 5 公斤重物,強度太低不滿足日常生活需求。
他及強腦科技團隊得知后,追到全國各地,為這批用戶換上新的金屬材料,單個手指重量增加 4 克左右,但能提 20 - 30 公斤重物?!斑^去,我們覺得變重是很不好的事,但用戶覺得耐用更重要,這是很重要的啟發?!?他說,如今,團隊在研發新一代仿生手,希望在小巧美觀的同時,耐用性更好。此外,強腦科技團隊還希望真正實現 “觸感”,能在握手時感受對方手心的溫度與力量。
2020 年,強腦科技智能仿生手實現量產,這是全球首款實現直覺神經控制的量產智能義肢,市場價 10 余萬元,是國外同類型產品價格的 1/7 到 1/5。
強腦科技相關負責人介紹,歐美國家醫療保險及商業保險基本能覆蓋殘疾人假肢等輔助設備。目前,國內商業保險在殘疾人支持方面還不成熟,大部分殘障人士需自費購置假肢,因此產品性價比很重要。
近年來,強腦科技聯合各地殘聯、基金會等組織,以極低甚至免費的價格為符合條件的人提供智能仿生手、智能仿生腿,如 “前臂缺失公益項目”,惠及的用戶遍布全國 70% 的省份。
此外,強腦科技還在全國多家康復中心以及裝配中心組織培訓,手把手向技術人員介紹仿生腿和仿生手的使用方式、參數調整等,以便讓更多一線人員理解新的技術與用法。
來源:經濟觀察報