脊髓伤患重获新生，XoMotion开启站立与舞动的可能

XoMotion

许多脊髓受伤的人都有惊心动魄的灾难经历：潜水事故、车祸、建筑工地灾难等。但Chloë Angus的故事却截然不同。2015年的一个晚上，她在家时右脚开始有刺痛感，并逐渐失去知觉。她设法自己开车去了医院，但在接下来的几天里，她的双腿完全失去了知觉和控制能力。医生在她的脊髓内发现了一个无法切除的良性肿瘤，并告知她再也无法行走了。不过，作为经常乘飞机到处旅行的时装设计师，Angus不是那种会乖乖接受这种消息（躺着或者坐着认命）的人。

十年后的1月，在国际消费类电子产品展览会（CES）科技贸易展上，安格斯穿着加拿大Human in Motion Robotics公司的动力外骨骼展示她的舞步。“脊髓受伤后能重新走路是相当酷的事情，但能重新跳舞更是改变了游戏规则，”她在展厅里对一群人说道。

该公司将于4月下旬开始其XoMotion外骨骼的临床试验，最初会测试一个用于康复机构的版本，将其作为迈向像Angus这样的人可以带回家使用的个人外骨骼的垫脚石（https://humaninmotion.com/#XoMotion）。XoMotion是仅有的第二款自平衡外骨骼，这意味着使用者不需要依靠拐杖或助行器，并且双手可以腾出来做其他事情。

“在我们现有的技术条件下，‘你将永远无法行走’这种说法在当今这个时代已经不再正确了，”Angus说道。

XoMotion外骨骼的起源

Angus担任Human in Motion公司的生活体验总监，自2016年起就参与到该公司及其技术研发当中。就在那时，她在温哥华的西蒙弗雷泽大学结识了几位学者，他们对外骨骼有一个新奇的想法。副教授Siamak Arzanpour和他的同事Edward Park想要利用尖端机器人技术制造一种自平衡装置。

当时，有几家公司已经有可用于康复环境的外骨骼，但这项技术存在诸多局限：最显著的是，所有这些外骨骼都需要使用者拄着拐杖来稳定行走时的上半身。而且，使用者进出外骨骼时需要帮助，并且这些设备通常无法应对转弯、上下台阶或斜坡。Angus记得在2016年试用过Ekso Bionics公司的一款外骨骼：“到那个星期结束的时候，我说，‘这挺有趣，但我们需要制造一个更好的外骨骼（https://eksobionics.com/）。’”

作为Human in Motion公司首席执行官的Arzanpour表示，他的团队一直被制造自平衡外骨骼这一工程挑战所吸引。“当我们与Chloë会面时，我们意识到我们所设想的正是使用者所需要的，”他说，“她认可了我们的设想。”

在芝加哥雪莉·瑞安能力实验室从事外骨骼研究的Arun Jayaraman，今年春天正在与Human in Motion公司合作开展临床试验。他说，自平衡外骨骼比需要手臂支撑的外骨骼更适合在家中使用：“必须使用助行器和拐杖等辅助设备会使在平地、斜坡、路缘或不平整地面等不同表面之间转换变得困难。”

自平衡外骨骼是如何工作的？

自平衡外骨骼运用了许多目前涌入市场的人形机器人所采用的相同技术。它们在踝关节、膝关节和髋关节处有大量的促动器，还有一系列传感器来探测外骨骼的移动位置以及周围环境，并且配备非常快速的处理器来处理所有这些传感器数据并为设备的下一步行动生成指令。

虽然自平衡外骨骼比那些需要手臂支撑的外骨骼体积更庞大，但Arzanpour表示，它们给予使用者的独立性使这项技术明显胜出。他还指出，自平衡型号可供更广泛的人群使用，包括上身力量和活动能力有限的人群。

当Angus想要穿上XoMotion时，她可以用一个应用程序从房间另一头召唤它，并命令它在她的轮椅旁边坐下。她能够自己转移（身体）并在不需要帮助的情况下把自己固定到这个设备里，然后使用一个连接到外骨骼的简单操纵杆来控制它的运动。她指出，外骨骼可以与多种不同的控制机制协同工作，但有线连接被认为是最安全的。“那样的话，就不会有Wi-Fi信号中断的情况，”她说。当她将设备切换到工程师为她创建的“舞蹈模式”时，她可以放下控制器，依靠外骨骼的传感器捕捉她躯干的细微移动，并将其转化为腿部动作。

家用外骨骼面临哪些挑战？

XoMotion并非首款实现免手持使用的外骨骼。这一殊荣属于法国Wandercraft公司，其康复型产品已经在欧洲和美国获得监管部门批准，并且现在正在开始对家用型产品进行临床试验。但是Arzanpour表示，与Wandercraft公司的设备相比，XoMotion有多项技术进步，包括精确校准机器人关节与使用者的生理关节以确保不会给身体施加过度压力，以及在促动器中配备扭矩传感器以收集关于机器运动的更精确数据。

新泽西理工学院副教授Saikat Pal参与了万德克拉夫特公司的临床试验，他表示，对于任何一家外骨骼公司来说，获得家用型产品的批准都是一项挑战。“对于任何将在家中使用的设备，其使用参数都会与在诊所使用有所不同，”Pal说，“每个家庭看起来都不一样，（房间）净空（空间大小等情况）也不同。当你把设备移到家中时，工程问题会复杂好几倍。”

Angus说，她相信Human in Motion公司的工程师们将在几年内解决这些问题，从而使她能够把一台XoMotion带回家。她已经迫不及待了。“你知道坐经济舱飞行14个小时是什么感觉吗？你非常想伸展身体。现在想象一下一辈子都生活在那个飞机座位上（不能伸展身体的难受感觉），”她说，“当我穿上外骨骼时，我的背部只需几分钟就可以挺直舒展。”她想象着早上穿上XoMotion，做一些伸展运动，然后给丈夫做早餐。中间可能还会跳几次舞（休息一下）。