瞻觀前沿

新型肌電圖(EMG)傳感器技術(shù)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地控制可穿戴機(jī)器人，并且不受佩戴者汗水和死皮的影響，最近受到關(guān)注。可穿戴機(jī)器人是用于老年人和中風(fēng)或創(chuàng)傷康復(fù)患者的各種康復(fù)治療的設(shè)備。

由韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院電氣工程學(xué)院(EE)的 Jae-Woong Jung 教授和韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院機(jī)械工程系(ME)的 Jung Kim 教授領(lǐng)導(dǎo)的聯(lián)合研究小組成功開(kāi)發(fā)了一種可拉伸和粘合的微針傳感器，可以電感應(yīng)生理信號(hào)處于高水平，而不受用戶皮膚狀態(tài)的影響。韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院電子工程學(xué)院的候選人在《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表了題為無(wú)需皮膚準(zhǔn)備、可拉伸的微針粘合貼片，用于可靠的電生理傳感和外骨骼機(jī)器人控制的論文。

對(duì)于可穿戴機(jī)器人來(lái)說(shuō)，要識(shí)別人類運(yùn)動(dòng)背后的意圖并用于康復(fù)治療，它們需要可穿戴的電生理傳感器來(lái)提供精確的肌電圖測(cè)量。最近開(kāi)發(fā)的技術(shù)預(yù)計(jì)將允許長(zhǎng)期和高質(zhì)量的肌電圖測(cè)量，因?yàn)樗褂门c微針陣列集成的可拉伸和粘合導(dǎo)電基底，可以輕松穿透角質(zhì)層而不會(huì)引起不適。憑借其卓越的性能，該傳感器預(yù)計(jì)能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地控制可穿戴機(jī)器人，無(wú)論佩戴者的皮膚狀況如何變化，并且無(wú)需進(jìn)行去除皮膚表面汗水和死細(xì)胞的準(zhǔn)備步驟。

研究小組通過(guò)將微針集成到柔軟的硅聚合物基板中，創(chuàng)建了一種可拉伸且具有粘性的微針傳感器。堅(jiān)硬的微針穿透具有高電阻的角質(zhì)層。該傳感器可有效降低與皮膚的接觸電阻，不受污染情況下獲得高質(zhì)量的電生理信號(hào)。同時(shí)，柔軟且具有粘性的導(dǎo)電基材可以適應(yīng)皮膚表面并隨著佩戴者的運(yùn)動(dòng)而伸展，提供舒適的貼合感并最大限度地減少運(yùn)動(dòng)引起的噪音。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的 Jae-Woong Jung 教授表示，所開(kāi)發(fā)的可拉伸和粘合微針傳感器可以穩(wěn)定地檢測(cè)肌電信號(hào)，而不受用戶皮膚狀態(tài)的影響。通過(guò)這一點(diǎn)，我們將能夠以更高的速度控制可穿戴機(jī)器人。精度和穩(wěn)定性，這將有助于使用機(jī)器人的患者的康復(fù)。

圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)

技術(shù)價(jià)值觀察

康復(fù)機(jī)器人行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈可劃分為三個(gè)環(huán)節(jié)，上游參與主體為軟件與硬件服務(wù)商，主要包括控制器、伺服電機(jī)等硬件供應(yīng)商以及控制系統(tǒng)等軟件服務(wù)商;中游參與主體是康復(fù)機(jī)器人生產(chǎn)商，康復(fù)機(jī)器人生產(chǎn)商包括上肢康復(fù)機(jī)器人生產(chǎn)商、下肢康復(fù)機(jī)器人生產(chǎn)商、手部及關(guān)節(jié)康復(fù)機(jī)器人生產(chǎn)商等;下游是以康復(fù)機(jī)構(gòu)為主的需求端，尤其是在醫(yī)療機(jī)構(gòu)、養(yǎng)老機(jī)構(gòu)以及殘疾人康復(fù)機(jī)構(gòu)。其中，中上游企業(yè)具有強(qiáng)烈的創(chuàng)新需求和驅(qū)動(dòng)力，是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值創(chuàng)造的核心引擎。

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種微針傳感器技術(shù)，能夠使可穿戴機(jī)器人靈活穩(wěn)定，不受汗水和死皮的影響，這將有助于使用機(jī)器人的患者康復(fù)。因此，康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈上看，該技術(shù)處于產(chǎn)業(yè)鏈的上游環(huán)節(jié)，對(duì)控制系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。

宏觀市場(chǎng)觀察

——行業(yè)處在高速發(fā)展期

中國(guó)康復(fù)機(jī)器人行業(yè)經(jīng)歷了從起步到高速發(fā)展的階段，取得了顯著的進(jìn)步。隨著科技創(chuàng)新的推動(dòng)和政策的支持，行業(yè)有望在未來(lái)繼續(xù)蓬勃發(fā)展，為康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域帶來(lái)更多的機(jī)遇和變革。

——殘疾人康復(fù)服務(wù)尚未實(shí)現(xiàn)全覆蓋，市場(chǎng)上仍有較大空間待滿足

2023年5月，中國(guó)殘聯(lián)的最新數(shù)據(jù)顯示，2021至2022年，1707.46萬(wàn)殘疾人得到基本康復(fù)服務(wù)，341.8萬(wàn)殘疾人得到輔具適配服務(wù)，殘疾人基本康復(fù)服務(wù)覆蓋率穩(wěn)定在85%以上。截至2022年底，全國(guó)各類殘疾人康復(fù)機(jī)構(gòu)發(fā)展到11661個(gè)，康復(fù)機(jī)構(gòu)在崗人員達(dá)到32.8萬(wàn)人。我國(guó)殘疾人康復(fù)服務(wù)尚未實(shí)現(xiàn)全覆蓋，市場(chǎng)上仍有較大空間待滿足。

——2023年中國(guó)康復(fù)機(jī)器人行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為20億元

當(dāng)前，中國(guó)康復(fù)機(jī)器人行業(yè)正處于蓬勃發(fā)展的階段。政府政策的支持、人口老齡化趨勢(shì)以及科技創(chuàng)新的推動(dòng)共同促使該行業(yè)蓬勃發(fā)展。各類康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)品在醫(yī)療治療、康復(fù)訓(xùn)練、老年護(hù)理等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，技術(shù)不斷創(chuàng)新，市場(chǎng)需求日益擴(kuò)大。同時(shí)，行業(yè)內(nèi)涌現(xiàn)出一批技術(shù)領(lǐng)先、具有創(chuàng)新能力的企業(yè)，推動(dòng)著整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。根據(jù)Frost & Sullivan報(bào)告， 2018年中國(guó)康復(fù)機(jī)器人行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2.1億元，2018-2023年以57.5%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，2023年約達(dá)20.4億元。

——提高舒適度，走向智能化是行業(yè)發(fā)展重要趨勢(shì)

目前，康復(fù)機(jī)器人的創(chuàng)新不斷，提高舒適度，走向智能化是行業(yè)發(fā)展重要趨勢(shì)。

中國(guó)康復(fù)機(jī)器人技術(shù)賽道熱力圖

根據(jù)產(chǎn)業(yè)熱力圖顯示，與康復(fù)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)強(qiáng)關(guān)聯(lián)的城市集群主要集中在華南地區(qū)，并且以深圳市為重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，未來(lái)布局康復(fù)機(jī)器人技術(shù)及其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展路徑，極大可能性在于華南地區(qū)優(yōu)先導(dǎo)入，其中可重點(diǎn)關(guān)注廣東省深圳市南山區(qū)、廣東省深圳市寶安山區(qū)所處康復(fù)機(jī)器人的相關(guān)企業(yè)，以及該地方對(duì)于康復(fù)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資環(huán)境、供給市場(chǎng)的潛力空間。

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