提供支持“穿戴传统假肢时，我要绷直了腿迈步，把假肢甩出去，不然就会摔倒，所以走路时一起一伏。现在穿戴智能动力假肢，不用这么麻烦了！”2022年1月7日，在湖北省康复辅具技术中心试样室，因车祸导致左大腿截肢、穿戴传统假肢10多年的张洋（化名）在试穿戴深圳健行仿生技术有限公司（后称“健行仿生”）的智能动力假肢后激动地说道。
据统计，像张洋（化名）这样下肢截肢患者，全球约有1200万人以上，市场规模约60亿美元，CAGR稳步保持6%以上增长。而在我国约有400万下肢截肢患者[1]，健行仿生创始人兼CEO孙小军，便是其中一员。
见过孙小军的人，无不会被他积极、乐观、自信、坚强的精神所感动，为他今时今日所取得的成绩感到骄傲与敬佩。
9岁本该是在蓝天白云和阳光里肆意奔跑的年纪，但出生于中国西南的贵州省石阡县的孙小军在一次篮球运动中扭伤脚踝，在送往医院时被检查出骨髓炎。由于没能得到及时的治疗，不幸截肢。
命运暴虐的毒箭并没有击倒这位家庭并不富裕的少年。相反，他凭借着坚如磐石的毅力、自强不息的孜孜求索、异于常人的付出，挺身反抗人世的无涯苦难——本科毕业于华中科技大学材料成型及控制工程专业、硕士毕业于东京大学机械工程系专业、博士毕业于东京大学智能机械信息学专业，研究方向为智能动力假肢的设计和控制。
2011年，24岁的他在日本残障福利帮助下首次安装假肢。虽然告别了拐杖，但在使用过程假肢的过程中，他发现了诸多不便：传统假肢由于没有动力穿戴易疲劳、上下楼梯时无法弯曲，过程费力不说，稍微不注意或走快一点便易摔倒、走路姿势起伏较大、产品使用寿命短……
彼时，在日本索尼公司从事产品设计研发工作的孙小军萌生了自己做智能动力假肢的念头。
“我自己是一名工程师，可以设计更好的假肢，我以假肢用户、开发者和创业者三种身份决心改变这个行业。而我现在，就想做着这样一件事情：让世界上的所有人包括每一位残疾人、老年人、运动不便利的人员，都能自由地移动行走，无所顾忌地参加社会活动，勇敢地追求梦想。”孙小军说，“世界以痛吻我，我要报之以歌。”
健行仿生创始人 孙小军
健行仿生 (BionicM) 是一家专注提高个人移动能力的国际化公司，于2018年先后在日本东京和中国深圳创立并同步运营。
公司通过将人型机器人技术和身体的有机融合，设计出了全新的机器人式智能动力假肢。通过假肢搭载的传感器，实时感知用户意图和环境变化，控制电机输出合适的力矩和速度，提供动力帮助用户更好地行走。
在创始人孙小军博士的号召和影响下，健行仿生吸引了一批批来自产业界和科研界的中日精英。公司核心成员来自东京大学、加州大学伯克利分校、庆应大学、北京大学等知名高校，以及 SONY、P&G，三菱电机、HONDA、CANON，SHARP等世界500强公司的资深技术骨干与管理精英。据孙小军介绍，目前日本团队负责硬件的设计与开发，深圳团队负责智能化软件的研发。
拥有这样一支劲旅的健行仿生，在世界各大赛事中展露风采——2020年荣获红点最佳设计奖并问鼎红点之星奖、荣获James Dyson Award日本第一名、美国SXSW Interactive Innovation Award创新大奖、香港Elevator Pitch Competition的人工智能与机器人技术行业赛冠军、深圳第一届国际创新创业大赛日本赛区第一名……
健行仿生团队合照
6年研发、10代样机，
首创拥有“肌肉”“神经”、可智能学习进化的“腿”
被截肢的人带上普通假肢行走艰难，无法完成交替式上下楼梯、重心不稳易摔倒、容易造成身体的二次损伤，很大程度上是因为腿部的关键肌肉组织在手术过程中被切除了。
市面上一些标准的假肢产品并不能完全复制人腿的生物力学功能，导致他们要过度使用残肢和其余的肢体肌肉来补偿来自假肢的能量不足，故而在行走时步态起伏，感觉吃力。
据孙小军介绍，目前市售智能假肢绝大部分都是被动式，健行仿生智能假肢是动力式。后者的难点在于如何在保证假肢质量轻便耐用的情况下提供足够大的动力支持人体完成复杂的行为，以及传感器如何实时感知用户意图和环境变化，智能控制电机输出合适的力矩和速度，刚柔并济地提供如同原生腿一般稳定、安全、自然地行走。
BionicM智能动力假肢产品示意图
日本团队主攻硬件设计，除传感器外全部材料、零件、电机等均为自研。深圳团队则肩负起软件系统仿生核心算法的设计。
通过6年的研发与实际穿戴测试，基于生物力学，仿生学的不断修改，健行仿生智能假肢更迭了10代样机，终于推出了现在的产品——BionicM智能动力假肢。该产品具有“大脑”、“神经”、“肌肉”、“骨骼”，具备“仿生肌肉设计”、“独特驱动技术”、“人体工学设计”、“仿生核心算法”、“动能回收技术”五大技术。
通过假肢搭载的多种传感器来感知用户的姿势和动作，基于仿生学进行控制，提供相应的动力来辅助用户行走，这将减轻用户疲劳，避免二次损伤。同时，通过使用人工智能，对传感器获得的步态数据进行机器学习，能更好地感知用户的意图和环境变化，并且自适应调节假肢来适应使用者的步态特征，协助他们更轻松自然地行走。
从性能上看，BionicM智能动力假肢由钛合金和碳纤维材质制，自重约2.9公斤，可进行134°膝屈曲角度，最多100Kg承重，IPX4防水级别。充电一次需要约3小时，充满后可行走约3万步。当电量耗尽后，产品可自然过渡作为被动式假肢继续使用。并且为了便于使用者了解电量使用情况，智能动力假肢机身以及其连接的手机APP都会显示电量。
在动力模式上，该产品覆盖大多数生活使用场景，可提供上下楼梯、行走、休息、起立5种模式。
传统智能假肢 VS BionicM智能动力假肢
在设计理念上，市面上的绝大多数假肢的外观形态都简单纤细，方便隐藏于裤管内，而 BionicM智能动力假肢的形态与真实人体的腿部类似，拥有肌肉线条的力量美感。孙小军希望该产品不仅能成为用户身体延展的一部分，帮助使用者完成姿态上的站立行走，更能帮助使用者完成心灵上的重建与支撑，使他们悦纳自我，拥抱生活。2020年，这个设计从全球52个国家（地区）的4170件作品中脱颖而出，荣获德国红点奖的最高殊荣——红点之星大奖。
作为康复辅具类器械，该产品于2021年10月获得民政部国家康复辅具质量检验检测中心颁发的合格证。此外，公司还正在测试研发智能动力踝关节，以帮助更多下肢残障者。
据孙小军介绍，目前全球假肢行业处于寡头垄断状态，中高端假肢几乎尽数出自欧洲。
根据2015年的一组数据显示，全球假肢制造商市场占有率前三名的公司分别为德国奥托博克、冰岛奥索、英国布莱齐福德，三者占比分别为43%、20%和5%。[2]据统计，相关领域市场规模约60亿美元，CAGR稳步保持6%以上增长。[3]相比之下，国内智能动力假肢尚处于蓝海，国产动力假肢亟待突围。
据了解，BionicM智能动力假肢主要在中国和日本销售，每套售价在30万元左右。对标国际上的同类产品价格虽然便宜了一半多，但孙小军坦言对这个价格并不满意。现阶段产品属于小规模手工生产阶段，故而制造成本较高。他也正在努力筹集更多资金，扩大生产规模，降低供应链成本，从而惠及更多有需要的人。
现阶段健行仿生处于商业化上升初期，其主要依靠销售产品、售后服务盈利。孙小军表示，用户在使用智能动力假肢的过程中会产生很多数据，后期公司将延伸服务半径，围绕这些数据提供健康监测、健康管理等增值服务。
据孙小军介绍，接下来，健行仿生将会申请美国FDA审批，并凭借高性价比的优势切入欧美市场。同时研发方面会加大投入，以期推出价格更亲民的普惠版智能动力假肢，并希望能通过与公益机构、商业保险等合作，帮助更多肢体残疾者重新站起来。
萤光虽微，愿为其芒；道阻且长，行则将至。孙小军希望，每一位残疾同胞都能打破心中的障碍，不对人生设限，去绽放自己的生命。
参考资料：
1. 《【中国日报】聚焦报道假肢博士与他的智能假肢》
2.《北京冬残奥会背后：假肢产业等待聚焦》
3. 《健行仿生（BionicM）获数千万元A轮融资，全新经营体制开启卓越征程》
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