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分类: 工业

医疗外骨骼:一个新产业的到来

马修·麦斯林 & 亚历山德拉·瑞邦德 / Wandercraft总经理 & Wandercraft 业务拓展经理 / 2014-10-22

最早被开发应用于军事领域的外骨骼已经开始进入普通人的生活。研发中的产品将被用于行动不便的老年人和残障人士。产品的商业化需要复杂的技术和对最终用户的清楚了解。在这个技术密集型的前沿市场,新公司们出发了。

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PTR:那么,让我们从头说起:到底什么是外骨骼(Exoskeletons)?

Alexandra Rehbinder:从本质上讲,它是一种行动辅助类医疗器械,采取体外结构的形式,帮助使用者重复行走的动作。目前,“外骨骼”主要针对那些具有行动功能障碍的人士。Wandercraft公司(http://www.wandercraft.eu/)更关注截瘫和患有某种肌肉性疾病的患者。将来,我们的客户群体将扩大:比如,一些产品能够帮行动不便的老年人更舒适、安全地行走。

Matthieu Masselin:外骨骼其实可以被归类为“服务型机器人”,这是一个高速发展的领域。它的概念早在1970年代就存在了,只不过直到20年后才因被用于军事领域而得到发展,这和很多前沿技术的发展情形类似。其最基本的思想是放大动作,从而使步兵的行动能力增强。当时的模型重达几十公斤。我们现在已经处于第二代,相比已有非常大的改进: XOS2系列,由美国雷神集团(Raytheon)这家外骨骼的标杆企业设计,仅重10公斤左右,耗电不到XOS 1一半,它被用于控制重物,是徒手士兵所能负重量的3倍。

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XOS2

但是,现在正在为医疗用途所开发的外骨骼完全是另一个世界。通过转向民用领域,它的功能也随之改变了:我们不再需要特别地放大动作,为了帮助行动不便的人恢复正常的生活方式,或者至少接近“正常”,完全不需要性能达到XOS2这般 “优越”。而真正的挑战在于:保持直立、做出各种各样的动作……为了让人们能够享受正常的社交生活,这些功能是必需的。所以,“性能”不是目的,移动和自主性以及最重要的,能在多大程度上让使用者挽回尊严才是关键。

从技术上讲,从军事转向民用,目前已经做到了哪一步?

Matthieu:首先是成本的下降和电子设备小型化的实现。对计算机技术的使用主要是控制系统的发展,是真正的技术突破。还有一点很重要,那就是我们今天所使用的普通芯片的惊人计算能力,这种数据处理能力使得我们能够让外骨骼完成直线位移。

总而言之,很多组件和功能都是现成的了,而且价格合理,比如电池、电机,这些领域都已经很成熟了。因此没有必要再去找一些新的来。再比如,在机械设计方面,我们使用已有的技术(CAD软件,建模软件等)来设计产品架构。最后,我们拥有自动化/控制以及设计本身的知识产权:这才是我们的价值所在。

Alexandra:我们还会增加复合材料的使用,因为它们很轻,而且耐用。我们在模拟人体和生物兼容性方面已经有了显著的进展。在巴黎高科国立高等工程技术学校这样一个孵化器中,我们一直在努力与Wafa Skalli生物力学工程实验室合作,它是这个领域的世界级实验室。

外骨骼是几个领域的结合:前沿医学、机械工程、电子设备、数学、数据处理和计算。我们不仅要思考如何开发产品,还要思考它还有什么其他用武之地,这促使我们进一步涉猎人体工程学、用户舒适性等课题,以及对使用安全、仪器医疗价值的反思,以确保我们的宗旨是帮助别人,而不是增添新的不便和不适。

一旦产品准备好,就要推进认证并进行临床试验。这一阶段将持续大约一年,实际上已经比药物的授权快多了。但我们必须将这些因素放在产品上市计划中通盘考虑,或者更直接地说,纳入我们的财务计划。我们不会把这个过程仅仅看成是限制和约束,因为欧盟卫生部门的法规非常严格,当一个产品被认可后,它就可以销售到整个欧洲市场,以及一些信任欧盟标准的其他非欧盟国家。

外骨骼技术具有相当大的垄断性,其行业经验也很大程度上也只存在于一些大的企业。我注意到Wandercraft的三位创始人都不到30岁,整个团队也只有10个人,你觉得能实现自己的目标么?

Matthieu:我们的目标很远大,更何况我们3个创始人都是从理工学院刚毕业就立即创立了公司,当时几乎没有任何这方面的经验。但是,如果你想做的事很与众不同,那么,25岁就开始会比等到职业生涯中期再创业容易得多。

另外,项目所需技能与我们各位创始人的专业非常“对口”:一位机械工程专家,一位机电一体化专家和一位自动化/控制专家。除了创始人都能在核心业务上独当一面,其他领域的专才也纷纷加入我们。比如说Alexandra,毕业于商学院,市场感觉敏锐。对欧洲某一细分市场运营情况的理解,可以很好地帮助我们定位那些最具吸引力的潜在外国市场。

最后,我们有非常棒的外援,从行业角度看,这有决定性意义。一些非常有经验的企业家帮助我们找到潜在的投资者。他们对我们的产品和业务具有非常专业的理解,包括原型设计、寻找分包商以及所有必要的外部联系的建立。我们目前与巴黎高科矿业学院也有紧密的合作,与一些患者网络建立联系。Wandercraft不是一个孤立的企业,而是整个生态系统的一部分。

Alexandra:当前的财政和金融大背景,非常有利于创新型中小企业尤其是小企业的发展。我们的生存能力也从中受益。通过申请参加政府的税收和奖励计划,加上外部私人和机构性投资者的支援,我们轻松度过了过去的一年,而接下来的一年,我们可以继续专心做事,而不用考虑营收问题。信心和相互信任在这种业务中是最关键的元素。私人投资者也非常重要:他们的加入证明了项目的可行性和稳定的财务预期,这进而鼓励了法国新投资银行(France’s new Investment Bank )和区政府这样的公共投资者进入。

Matthieu:投资者要的是结果,不是承诺。我们已经组装好了一个产品原型,并对其做进一步的改进,产品认证程序也在同时进行,得到授权后,就可以正式推向市场。第一年计划销售20台,上市时间大约是在2016年年中,到2017年,目标销售额将提到100台。到时,制造能力将受到考验,为此,我们已经签订了一家我们认为最为可靠的制造商。请注意,我们不打算让自己在制造链中被边缘化:部分的生产和组装将在企业内部进行。

很多在我们考虑范围内的承包商都已经通过了医疗器械生产认证,这将是一个优势。我们需要与这些厂商密切合作,因为产品的设计决定了售后服务。很多组件都是现成的,但不是对所有人都如此。考虑到我们的产品是再医院之外被使用,而且会成为人们日常生活的一部分,可靠性显然也非常关键。我们因此考虑远程系统控制,虽然目前还做不到。

正如你看到的,我们已经革命性地采取了产业化的方式。此外,虽然产品本身结构复杂,技术专业并需要特殊加密的软件,但我们仍然要提防被复制的风险。

你们的竞争对手是谁,它们的产品是什么样的?

Alexandra: 法国国防部门在民用领域还不活跃;它们的市场非常不同,主要是美国五角大楼这样的客户。医疗外骨骼是一个新生市场,竞争对手也大多是和我们一样的小公司。

日本公司Cyberdyne的创始人Yoshiyuki Sankai博士毕业于筑波大学。它们开发出一种原创概念,用“身体补丁”(body patches)来捕获神经传递信号。这种方法却不适合于所有病患,比如,完全失去神经传输能力的截瘫患者。

以色列公司Argo出售外骨骼给一些康复护理中心,这些可以产品与拐杖同时使用。

来自新西兰的Rex-Bionics公司,开发出一种针对私人截瘫患者的产品,目前主要是收入较高的客户,因为价格高达10万到15万美元。该产品的效果看上去很“机械”,但患者的双臂被解放了。这些重达40公斤的设备,能够使患者以每分钟3米的速度前进。

在这个市场中,Wandercraft处于一个什么样的位置?

Matthieu:我们的定位在雷克斯仿生和Argo之间:对手臂起到保护支撑作用,设备总重很轻,而且设计精密。外骨骼的控制是通过惯性陀螺仪来实现:计算设备整合由MEM和机电为系统收集到的数据,来正确的解释上半身的定位,完成所需的动作。

我们正在努力研发一种轻量级、舒适和精密的设备,理想状态下,与正常的身体器官看上去差别不大。设计和人体工程学是关键,在设计的初始阶段就要被考虑进来。这也体现出营销的挑战:不能吓走潜在的用户,而是让他们产生尝试和使用这些设备的冲动。同样的,也会有社会挑战:要避免任何形式的“污名化”。“穿”外骨骼不应该是止痛药,它应能使病人达到一个正常的步行速度(3.5公里每小时),并且连续3小时以这样的速度运行;总之,能满足一个人正常的一天的行走。

我们最近收到了来自试穿用户的信息,他告诉我们,这经历是一种“心理胜利”。 拿出能够满足这一需求的产品才是真正的挑战。这就是为什么我们花费了大量的时间认真思考外骨骼的使用场景:比如怎么样穿上外骨骼,怎样脱下,怎么坐在椅子上等等。摆在我们面前的是一个来自机器人世界的工具,但它不能把人变成机器人。如果我们放眼未来,它应该看起来就像一件衣服,能够使我们忘记正“穿”着它。(闫婷/译)