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“外骨骼机器人”市场融资不断助行辅具老年需求增长迅猛

发布日期:2022-05-12 15:15   来源:未知   阅读:

  随着生物医疗行业的高速发展,助行辅具已逐渐从传统的拐杖、轮椅迭代成为更加科技化、现代化的智能设备。

  头豹研究院曾预计,2025年中国外骨骼机器人行业市场规模将达到105亿元,期间年复合增长率为98.5%,其中C端市场将增长最为迅猛。其中,中老年人群又是众多企业的重点关注人群。

  调查公司ABI Research的研究数据显示,全球外骨骼产值预计将从2020年的3.92亿美元增加到2030年的68亿美元。

  此前,AgeClub在一文中,曾分析过当时国内外康复机器人的发展进程和市场前景。

  2022年3月,科大讯飞发布“讯飞超脑2030计划”,表示将于2023-2025年期间,实现外骨骼机器人的自适应运动功能,帮助行动不便的老年人独立行走。

  同一时间,我国动力外骨骼机器人研发制造商英汉思动力宣布完成5000万元pre-A轮融资,融资资金将用于产品量产部署及核心技术的研发投入,以面向C端市场推出消费级的外骨骼机器人。

  一系列消息让我们再次关注外骨骼机器人在康复领域的发展机遇。不仅如此,官方层面也频频传递积极消息。

  2021年12月,工业和信息化部等部门发布《“十四五”机器人产业发展规划》,要求增加高端产品供给,面向医疗健康、养老助残等领域需求,重点推进服务机器人的研制及应用,推动产品高端化智能化发展。

  2022年2月,国务院印发《“十四五”国家老龄事业发展和养老服务体系规划》,强调加快人工智能、脑科学、虚拟现实、可穿戴等新技术在健康促进类康复辅助器具中的集成应用,发展外骨骼康复训练等康复辅助器具。

  未来十年,外骨骼机器人这个长期站在“云层”的品类,有望突破科学幻象,真正走进更多老年患者的日常生活。

  美国CNN曾报道,在2020年举办的查尔斯顿马拉松比赛中,一位下半身瘫痪的中年男子亚当,借助Rewalk公司的可穿戴式动力外骨骼机器人,跑完全程26.2英里的马拉松。

  这一最早源自于军事领域的概念,如今被广泛运用在医疗康复领域,帮助老年人、残疾人重获行走的能力。

  步入老年阶段后,人体的各项身体机能衰弱,甚至会伴随肌肉的退化萎缩,日常行动逐渐迟缓。

  同时,老年人群本就饱受各类疾病的困扰,比如骨质疏松、瘫痪、脑卒中等。可以预见,人口老龄化纵深发展的背景下,关于老年患者的治疗康复问题将日益突出。

  国家卫健委老龄健康司数据显示,2021年我国约有1.9亿老年人患有慢性病,其中失能失智人数约为4500万。

  国家卫健委统计数据显示,2021年我国卒中患病总人数超过2800万,其中40-74岁的人群发病率平均每年增长超过8%,患有高血压、心脏疾病、糖尿病等基础疾病的人群患卒中的概率较高。

  脑卒中即“中风”,具有高发病率、高致残率的特点。中国每年新发脑卒中患者约200万人, 其中70%-80%的脑卒中患者无法独立生活。

  公开数据显示,我国65岁及以上老年人的帕金森患病率接近2%。根据七普数据测算,目前保守估计约有400万帕金森病患者。

  随着疾病结构的变化以及损伤程度的加深,会继而引发患者的认知障碍、言语障碍和活动受限,甚至丧失基本的行为能力或造成二次损伤。

  因此,针对行动受限的老年患者进行康复治疗、辅助移动等恢复工作,无疑有很大的必要性。

  但目前国内从事康复治疗的专业人才紧缺,真正可以提供相关服务的医院、康复中心和养老机构,大都无法满足巨大的市场需求。

  此背景下,康复机器人开始走入人们视线,这一辅具不仅可以将专业康复治疗师从繁重的工作任务中解放,也可提升老人接受康复治疗的效率。

  相关研究表明,康复机器人是基于人体工学、人体交互、生物传感、分子设计和模拟等交叉技术,通过智能化的医疗管理系统,为使用者提供身体支撑、步态引导等康复训练。

  现阶段,业内将康复机器人主要分为医疗训练和生活辅助两大类别,其中外骨骼机器人作为医疗训练领域的分支,按照适用躯体的部位可分为上肢机器人和下肢机器人,根据功能分为“康复训练”和“辅助行走”两类。

  作为帮助人体完成康复训练的辅具,外骨骼机器人的应用主要面向术后患者、残障人士和患有脑卒中、瘫痪、帕金森症及阿尔兹海默症等疾病的老年人,帮助他们纠正行走姿态、恢复行动能力以及复健治疗。

  其中,外骨骼机器人的工作原理主要可以拆解为三个核心系统,即:传感系统、控制系统和驱动系统。

  基于这三大核心系统,外骨骼机器人会根据患者的实际治疗需求,进行功能评估、测算训练模式,继而提供步态移动、起立坐下、关节运动等肢体进行训练。

  同时,在外骨骼机器人的结构设计中,人工智能核心GPU技术、反馈系统、仿生学设计、交互式设计、实时数据监测等功能被嵌入其中,以确保患者可以舒适、轻便地穿戴,并随时了解机器人的运行情况和患者的训练状况。

  外骨骼机器人作为21世纪最有潜力的智能辅助器械之一,在美国、日本、以色列等国家已发展多年,康复设备和相关的治疗方案在海外市场也较为成熟。

  相比之下,我国外骨骼机器人仍处于技术储备和市场探索阶段,设备也基本用于特定场景下的“康复治疗体验”,并未真正面向消费级市场推广。

  AgeClub认为造成这一现状的原因,除市场起步较晚之外,主要在于以下几点。

  外骨骼机器人在结构规划、功能设计、部件材料选择等方面都具有较强的特殊性,其研发、审批和获取认证的周期较长,导致投入成本较高、设备价格昂贵。

  据了解,目前我国外骨骼机器人的单次使用价格约在200-300元/半小时,一台设备的售价约在50-200万元之间,主要集中于医院、康复中心或养老机构等场景使用。

  尽管外骨骼机器人的功能益处远远超出传统的代步、助行和康复设备,但由于定价方面的现实问题,许多医疗负担本就沉重的老年患者无法购买或持续租赁。

  受到价格方面的影响,国内大部分从事外骨骼机器人研发制造的公司未能大规模量产,更是其价格高居不下的潜在原因。

  另外,外骨骼机器人属于二类医疗器械,且普及程度不强,并没有被纳入各国医保或商业保险的范畴。因此,我国目前自主接受外骨骼机器人进行康复治疗的患者仅为极少数群体。

  但曙光也在出现。2022年4月,国家卫健委等部门联合发布《关于加快推进康复医疗工作发展的意见》,其中新增康复项目25项,包括躯体智能作业系统训练、上肢智能反馈训练等。

  与此同时,长护险试点工作和商业保险也在尝试更多的可能性,以期为患者提供更多元化的支付方式。

  外骨骼机器人市场若能以技术革新和政策扶持,推动其价格在合理范围内下调并控制在万元左右,一定程度可以改变当下C端市场渗透困难的现状。

  现阶段,外骨骼机器人仍面临着诸多技术层面的核心问题,阻碍着设备进一步研发及生产。

  首先是安全性问题。外骨骼机器人并不是一个可独立运转的设备,而需要以人体作为核心进行工作。老年患者本就存在不同程度的身体损伤,因此外骨骼机器人必须与人体紧密连接,同时解决患者身体失衡、设备过重等问题,以防二次损伤。

  其次是舒适性问题。围绕“康复”和“治疗”这两大核心功能,外骨骼机器人是基于人体交互设计,贴身带动肢体灵活运动。

  目前,外骨骼机器人采用捆绑穿戴、材料刚性较强,设备难以与人体极度适配,长期穿戴可能会造成压迫感、对健康产生负面影响。下一步研发,需充分考虑患者本体感受,重视设备在轻量化、小型化方面的改造。

  第三是人机协同问题。外骨骼机器人的正常运转需要设备、医生和患者三方之间的协调,其中传感器融合、人体运动意图识别、机器响应速度均影响着患者行为意图的识别。

  因此,外骨骼机器人需要提高意图判别、协调控制、递进反馈等功能,优化人机兼容特性,帮助患者可以更好地完成自主训练。

  除上述问题外,目前康复机器人领域在柔性材料、机器续航、稳定性等方面也存在难点,这些技术瓶颈决定了当下外骨骼机器人很难在我国大规模量产。

  外骨骼机器人虽具有帮助失能、残疾老人康复治疗和恢复行走等先进功能,但由于价格昂贵、操作困难、占地面积较大等方面的因素,目前患者只能在部分大型医院或专业化的康复中心接触体验到这一康复服务。

  纵观国内市场,尽管最近几年许多企业纷纷入局这一赛道,但缺乏先进的服务模式和商业路径,发展缓慢且艰难,多数品牌未能在C端消费市场形成一定的知名度和影响力。

  可见,当下各社会主体对于这一康复服务仍处于“一知半解”的状态,外骨骼机器人真正走入千家万户还需要一段相对漫长的时间。

  人口老龄化背景下,外骨骼机器人若能以其技术支撑和价格优势,建立老年家庭对于这一新兴产品的认知和消费意识,开拓“租赁”“保险”等服务模式,以实际体验驱动购买,才能激活潜力巨大的C端市场。

  得益于资本市场的天然优势和科研机构、高校资源的深厚积累,欧美、日本等国家的外骨骼机器人发展由来已久,代表着目前业内的顶尖水平。

  其中,以色列的Rewalk Bionics、日本的Cyberdyne以及美国的Ekso Bionics等公司,在二十多年的发展历程中,逐渐成长为康复机器人领域的头部企业,呈现出以下发展态势。

  第一,外骨骼机器人的功能逐渐覆盖康复治疗、辅助行走及疼痛缓解等方面,产品先后获批市场许可,基本实现标准化发展。

  Rewalk公司推出的外骨骼机器人ReWalk Personal和ReStore Exo-Suit适应家庭、工作、社交等环境中的康复治疗和疼痛缓解。产品于2012年和2014年先后获得CE和FDA审批进入欧美市场,是首款获得FDA批准、用于个人康复治疗的外骨骼产品。

  Cyberdyne公司研发制造的Hybrid Assistive Limb(HAL)是世界上第一个获得ISO/DIS认证的半机械人式康复外骨骼,通过信息融合手段,协助身体残障者运动。目前,已获CE标识,正在申请FDA认证。

  2016年,Ekso公司的核心产品Ekso GT获FDA批准上市,主要适用于中风患者和脊髓损伤患者,2020年,公司另一产品EksoNR获FDA批准上市,主要用于患有后天性脑损伤的患者。

  2020年,SuitX公司的医用外骨骼机器人Phoenix获FDA批准上市,适用于低位截瘫者、脑卒中患者等,主要用于辅助康复和行走。

  第二,外骨骼机器人依托硬件与软件的协调发展,重点升级传感器、人脑识别意图、材料轻量化等核心技术,为老年患者提供轻便、舒适的行走姿态和最佳的康复治疗方案。

  Ekso公司采用FirstStep(康复治疗师辅助进行)、ActiveStep(用户自主控制模式) 和ProStep(自动感应用户身体)的三种行走模式,控制不同情况下的步态和速度。

  同时,推出Smart Assist、Ekso Pulse、EksoView等辅助软件,收集处理更详尽的回馈数据资料,优化患者的医疗方案和步态模式。

  ReWalk公司的外骨骼机器人依托强大的中央处理系统和高精度传感器、体感芯片,以保证驱动系统可以模仿患者的自然步态,提供适合的行走速度。

  Cyberdyne公司在外骨骼系统中加入大量的传感器,旨在提升机器感知患者意图的能力,增强老人行走运动的稳定性。其中,HAL外骨骼机器人最大的优势是“实现意念控制”。

  第三,各大公司依托康复医院、养老机构、社区中心等主体,触达C端消费群体,打造一体化康复解决方案。

  比如,Rewalk公司的外骨骼机器人已在全球范围内的180余家康复中心、康复医院投放,累计帮助患者已达上千人次;Cyberdyne公司进军北美、欧洲市场,将HAL外骨骼机器人出租给多家医院和疗养院使用。

  由于外骨骼机器人的平均定价高达十万美金,尽管国外市场“康复护理”项目的福利体系较为完善,但对于长年累月都需接受外骨骼机器人治疗的患者来说,依然是一笔不菲的支出。

  因此,目前各大公司面向老年患者、康复医院及社区中心,推出“购买”与“租赁”两种服务模式,并致力于寻求官方机构、保险公司、公益组织等主体帮助,降低消费者使用门槛。

  2020年1月,中国医疗科技研发生产和商业化平台美安医药宣布收购英国外骨骼康复机器人公司Rex Bionics的100%股权及知识产权和全球资产。

  Rex Bionics作为康复机器人领域的老牌企业,其核心产品REX外骨骼机器人是目前市场上唯一不需要拐杖支持的外骨骼康复机器人,具备辅助步行、位移、行驶等功能。产品已获FDA和CE认证,陆续进入欧美、澳洲、中国等市场。

  美安医药表示,未来将充分利用中国和海外团队在外骨骼机器人研发、生产、运营等方面的优势,开启国内临床研究,以技术驱动降低成本,造福更多患者。

  这并非是中国企业首次在海外投资、并购。早在2016年,国内智慧健康解决方案提供商蝶和科技就与瑞士智能康复机器人领军企业Hocoma合并,整合国际临床和技术资源,打造新型智能健康生态系统。

  瑞士Hocoma公司是全球康复机器人技术诸多标准的制定者,截至2021年,公司推出的上下肢外骨骼机器人在全球73个国家的装机总量突破3500台,拥有全球约1/3的康复机器人市场。

  此前,蝶和科技也投资多家从事运动康复、机器人研发制造的海外企业,致力于形成康复机器人在全球范围内的研发和制造体系,占领技术高地。

  中国企业频频出海拓展全球市场,再次印证着国内市场对于外骨骼机器人行业前景的乐观态度。

  康复需求催生着巨大的消费潜力,资本纷纷涌入中国的康复机器人市场,在技术升级和资本加持的背景下,程天科技、傅利叶智能、迈步机器人等一批公司已初具规模,产品陆续投入临床试验与运用。

  AgeClub梳理了目前深耕这一市场的中国企业,试图探究外骨骼机器人在我国老年康复领域的应用情况。

  大多数的外骨骼机器人设备自重较重,对于体重、身高相对偏低的亚洲群体来说难以适应,加之老年患者的人脑、躯体机能本就薄弱。若人体与外骨骼设备无法形成良好的适配性,其康复治疗效果微乎其微。

  程天科技在康复外骨骼机器人的研发设计中,重点关注失能、弱能的老年患者,结合人体工程学、仿生学等理论,设计“轻便灵活”的关节、可调节的固定绑带和实时监测的传感器,提升人体穿戴时的柔性交互,加速康复进程。

  迈步机器人旗下的BEAR-H1外骨骼机器人,根据人体高矮胖瘦均不一致的特征,以柔性驱动器作为输出,降低设备与人体之间的摩擦,优化力控制时的稳定性和精准度,提升人机交互的舒适程度,满足85公斤以下的病人使用。

  傅利叶智能于2019年推出的Fourier X2机器人,重量仅为18公斤,设备在保证整体结构刚度的同时,将患者的负重感降至最低。同时,公司自主研发力反馈技术、多关节机器人运动控制卡、多维力传感器等核心技术,以精准力控模拟丰富的力学效果,实现柔顺力学控制。

  新松机器人针对下肢肌力薄弱的老年人,采用模块轻量化设计、五点式固定设计、无动力式设计,大幅度减轻产品重量。

  远也科技将柔性材料设计、人体生物力学等技术结合,开发出轻便、灵活的肌肉外甲系统,增强穿戴者行动时的肌肉表现。

  外骨骼机器人的价格弊端,无疑是阻碍这一行业发展的一座高山。若这一痛点无法得到解决,C端消费市场将持续低迷。

  AgeClub认为,目前国内企业在应对外骨骼机器人的高价问题时,主要从以下两个方面尝试改变。

  程天科技在其电机、减速机等核心元器件的生产上,已完成原理验证,实现100%国产化,将依赖国外进口的局面扭转为出口销售。

  新松机器人积极建设海外研发中心,形成以自主核心技术、核心零部件、核心产品及行业系统解决方案为一体的全产业价值链。

  傅利叶智能自主开发以软件为中心、搭载模块化硬件的外骨骼机器人生态系统EXOPS,提供给全球范围内的医疗、康复机构,开发者可进行二次开发。

  程天科技提出“康复即服务”理念,将外骨骼机器人投放至各级康复医院,通过租赁方式获取收益。相比百万级的售价而言,租赁服务耗费的价格较低,每月花费约为千元左右。

  傅里叶智能面向康复机构等B端客户,提供医疗康复综合解决方案,租赁和售卖模式并举。

  迈步机器人将场景定位主要聚焦于康复医院和综合医院的康复科,并致力于将家庭版外骨骼机器人的定价控制在10万元内,蓄力C端市场。

  考虑到老年患者对于康复治疗的需求,是一个较为漫长的过程。同时,相比单一、短暂的康复服务,构建全方位、一体化的医疗解决方案,产生的效果更佳。

  基于“9073”养老模式,国内企业开始将外骨骼机器人的使用场景延伸至社区、居家范围,提供康复治疗的整合方案。

  程天科技围绕居家养老侧需求配置完整的外骨骼机器人产品矩阵,考虑到患者卧床到站立环节的康复需求,并将康复体系下沉至社区和居家场景,走入老年家庭。

  远也科技同时布局B端和C端,为居家场景下的行动障碍者提供训练、康复一体化解决方案。

  尽管我国外骨骼机器人市场起步较晚,商业化水平远低于国际水平,但仍有一批企业顺利完成A轮、Pre-A轮融资并成功上市,相继跑出规模化道路,实现量产。

  除了资本市场的关注外,科大讯飞、三星、松下等头部企业也开始关注这一领域,布局外骨骼机器人赛道,拓展业务体系。

  但就目前看来,国内外骨骼机器人的发展在价格拟定、临床试验、用户体验感、市场教育等方面均有待加强,仍有着较大的提升空间。

  未来,国内企业需坚持创新理念,打磨核心技术,攻克价格壁垒,优化轻量、柔性、人机交互等功能,并探索多元化的商业模式,为外骨骼机器人行业发展提供较为完备的外部条件,以更好地打造C端消费级市场。

  我们有理由相信,中国企业自主研发制造的外骨骼机器人有望向产业化、体系化迈进,赶超欧美市场。

  原标题:《深度 百亿“外骨骼机器人”市场融资不断:科大讯飞/三星/松下加码助行辅具,老年需求增长迅猛!》