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择一业,忠一生:罗永昭与中国肌电控制假肢的发展

行业新闻 2022.06.21

 

“心心在一艺,其艺必工;心心在一职,其职必举。”本期福祉博览会《讲好中国辅具故事》系列专访,采访到了中国肌电控制假肢的开创者、在假肢行业深耕58年的罗永昭教授。从意气风发的少年到鬓角微霜的八旬教授,他用近60年的坚守诠释了一位研究者的初心。

 

与罗教授的访谈是从他对从业经历的回忆开始的,而这段回忆里,最令罗教授印象深刻的,便是研发中国第一只肌电控制假肢的那段艰苦历程……

 

 

 

 
 
 

上篇

筚路蓝缕启山林

 

初心:假肢给残疾人的生活带来便利

 

人手是一个复杂又高级的运动部位,而假手除对功能、外形、重量、噪声、能耗等有着苛刻要求之外,更要能够满足日常各种条件下的使用需求,这在一定程度上加大了上肢假肢的研发难度。因此,即使是在上世纪六十年代的发达国家,有关肌电控制假肢的研究也仍处于起步阶段。

 

1963年,罗永昭考入中国科学院上海生理研究所,成为生物电子学专业的一名研究生。一次学习中,他在杂志上获知国外正在研究开发残肢肌肉产生的人体生物电控制的假肢,“我觉得中国也应该研究开发这种先进的假肢,这能给残疾人的生活带来切实便利。”深入的文献资料收集后,罗永昭决定将肌电控制假肢研究作为自己的研究生课题,并在导师及中科院的支持下,于1966年组建了假肢课题组。至此,罗永昭及其团队踏上了肌电控制假肢研究这条“漫漫长征路”。

 

 

罗永昭成为中国科学院研究生

 

克难:我国第一只肌电控制假肢问世

 

年轻的研究者们满怀斗志、意气风发,希望通过自己的努力让肌电控制假肢研究取得突破,让残疾人过上更好的生活,但在当时的环境下,肌电控制假肢研究注定是一条布满荆棘的道路。

 

“我们完全是白手起家,连一张完整的肌电控制假肢图纸都没有看过,更没有什么样品可以借鉴。”此外,研制肌电控制假肢需要综合性的技术支撑,它是电子信息处理技术、精密机械、生物力学、医学、材料等多门工程学科及医学技术的融合于假肢的仿生项目,但在当时的条件下,仅是解决干扰性、研究微型电机和改进电路就足以让这个团队摸索许久。

 

“既然什么都没有,那我们就自己创造条件,从根本上解决技术关键和元器件方面的问题。”在许多元器件都无法达到研制肌电控制假肢要求的情况下,罗永昭及其团队敢为人先,难苦创新,自主研发了假手肌电控制电路、微型假手减速器和假手結构,因现有微型电机产品力矩达不到假手要求,研发团队釆购高质量磁钢材料自己充磁,成为強磁力微电机磁钢,并自己绕制微电机转子,经不断的试验创新,解决了高灵敏度下干扰性强、假肢实用性不高、材料不达标、假手结构微型化和仿真化处理等多重困难。更创建了肌电控制假手检测技术,而该项技术也为国家肌电控制假手检测标准的设立奠定了重要基础。

 

1970年,在罗永昭及其团队的努力下,与上海假肢厂协作,中国第一只肌电控制假肢诞生,并在一名前臂截肢者的日常生活中试用成功,在1970年至1975年小批量生产为失去手的肢残人安装,成为我国第一代实用的肌电控制假手,为我国肌电控制假肢的发展打下了坚实的基础,促成了以后中国假肢产业大步发展。

 

我国第一代肌电控制假肢

 

 
 
 

中篇

砥砺奋进谋创新

 

奋进:创立上海科生假肢公司

 

尽管肌电控制假肢研究成功凸显,但中科院上海生理研究所的肌电控制假肢组从未停止过前进的脚步。在罗永昭教授的带领下,他们先后研制成了三自由度肌电控制上臂假肢和第一代三自由度肌电控制假肢系列产品,并着力向智能化方向发展,研发成国内外都没有的有反馈信号和多关节协同动作的智能假臂产品,经过多次升级换代,最终于1987年研制成我国第一只四自由度肌电控制全臂智能假肢。

 

随着改革开放的深化,罗永昭带领研究组成员集体下海,于1992年创立上海科生假肢公司,该公司被政府认定为高新技术企业,其肌电控制假肢产品2008年被授予国家重点新产品证书

 

1992年罗教授在中国科学院创建科生公司

 

自创立之始,科生假肢便以“为截肢者重建上肢功能”为奋斗目标,并一直沿着这条路持续创新。20世纪90年代后,科生研发的肌电控制假肢陆续走出国门,亮相于国际各大展会,其科技水平比拟国际。1992年,科生假肢代表中国参加于美国芝加哥召开的国际假肢矫形器协会第七届世界大会,其产品引发国外同行极大的兴趣和关注,以往只有国外高新技术展出的场馆内第一次有了中国高科技产品的身影,五星红旗在展会上空熠熠生辉!当年科生的肌电控制假肢系列开始出口,此后,科生成为国际上受欢迎的创新品牌。

 

1992年罗教授在芝加哥国际展会

 

科生高技术假肢产品在德国国际展会受到关注

 

创新:推进中国上肢假肢发展

 

“数十年磨一剑,技术创新不断,推进中国上肢假肢发展。”这是《中国康复辅助器产业发展蓝皮书》中对上海科生的评价与肯定。2000年初,科生公司按现代企业法规改制为有限责任公司,并在之后的两年间顺利完成上海市创新基金项目——高性能生物电控制假肢。2011年,罗教授带领科生团队,用独创技术研制成每个手指可独立活动的智能仿生手产品,使中国的假手始终在国际先进水平,2014年又推出了国内外都没有的具有感觉的假手,2020年,科生成功研制多通道8自由度仿生手,该产品在外观与功能上更贴近仿真人手,有不同尺寸和5-8自由度可选,且安装方法与普通肌电手相同,这在很大程度上满足了截肢者对于假肢的多元化需求,兼具实用性与关怀性。

 

时至今日,科生已研制成一至九自由度智能型肌电控制假肢系列,实现了从掌根部至肩胛各部位的智能残肢安装,科生主动屈腕功能的仿生手产品是国內外首创的。

 

 

科多通道8自由度智能仿生手和9自由度智能仿生臂产品

 

多年来,科生始终将创新作为促进自身发展的源动力,“我们坚持从解决实际问题出发,寻找最合理的技术路线。”而这也在一定程度上促成了科生核心竞争力的形成,多年的创新与深耕不仅让科生拥有全系列上肢假肢产品,更让其对截肢者的困难、需求有了更为深刻的认识与了解,从而实现产品实用性与关怀性的双向发展,进一步为提高截肢者生活质量而努力。

 

 
 
 

下篇

深耕行业守初心

 

行业:发展迅速但创新不足

 

目前,在国家政策及多方支持下,我国假肢产业发展迅速,相关产品的功能性、美观性等皆有大幅提升。罗永昭教授对此表示了肯定与支持,但同时他也指出假肢产业整体仍存在创新性不足的问题,“我们应该以长远的眼光去看待整个行业的发展,力求通过技术等方面的创新去解决截肢者的实际需求,生产高性价比的产品。”

 

另一方面,罗永昭教授也点明了深入调研与实事求是对于推进产业发展的重要性,“我们要在实地调研、明确行业痛点的基础上进行创新,助力假肢产业向上发展。”因此,在罗永昭教授看来,假肢产业的发展仍需在国家政策支持下,从残疾人的实际需求出发,通过实地调研和技术创新来实现假肢功能性等方面的提升。

 

未来:智能化发展+功能提升

 

伴随科学技术及生活水平的提高,大众对假肢的需求也日渐多元化、个性化。对此,深耕假肢行业近60年的罗永昭教授也明确指出:“未来,假肢产业必将朝着智能化和功能提升两个大方向发展。”在他看来,智能化技术的运用将有效提高假肢的舒适度、灵活度等,这能够为截肢者带来更好的使用体验。另一方面,假肢安装后的使用效果对其功能性提出了更高的要求,所以假肢的发展根本上仍要从残疾人的实际需求出发。

 

 

“为残疾人更美好的生活而努力”,是罗永昭教授年少时的追求,也是他加入假肢行业以来一直秉承的宗旨,“双侧上肢高位截肢包括双全臂截肢群体是最需要提供实用假肢的弱势群体,是否能为他们提供真正有帮助的假肢是一个世界性难题,我们正在用创新技术研发这种假肢。”如今已83岁高龄的他,仍坚守在自己最初的岗位上,追逐着年少时的梦,不断为残疾人带来实用的突破性创新成果。

 

 
 
 
 
 

 

 

福祉博览会系列访谈

 

献礼二十大 ● 讲好中国辅具故事

 

今年是党的二十大召开之年,我国康复辅助器具行业历经数十载成长,经历了“从无到有、从有到优、从优到精”的渐进变化,正以高质量发展迎接党的二十大胜利召开。在这新的历史起点,围绕“献礼二十大,建功新时代”的主题方向,福祉博览会组委会重磅推出访谈栏目《讲好中国辅具故事》,诚邀行业精英接受采访,回溯个人或企业在康复辅具事业上的发展历程,分享对康复辅助器具产业的先知见解,共同见证康复辅具产业的蓬勃发展。

 

欲寻求报道,请联系:电话 020-89308909、微信 CR_EXPO

 

 

 

 

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