伽利略系统发展历程 探索运动康复领域新宇宙
中新网上海新闻6月11日电（记者 缪璐）“过去我们羡慕其他科室有手术机器人、核磁共振仪和CT这样的大装备，现在我们将康复机器人和生物力学、传感器、虚拟现实等技术整合起来，打造了一款真正属于康复科的大装置。”傅利叶智能集团董事长兼CEO顾捷说道。
6月10日，傅利叶智能集团正式发布了自主研发的人体运动量化研究与康复系统——MetaMotus™ Galileo伽利略系统，作为国内首创集生物力学、康复医学、运动科学三大领域的顶级科研与训练设备，伽利略系统是康复医学领域“天花板”级别的产品，体现了智能康复技术的全球顶尖水准。
众所周知，天文学家伽利略致力于追求科学真相，发现了新宇宙。这套系统以他的名字命名，寓意探索功能极限，重塑生命的新宇宙。
顾捷透露，开发伽利略的想法由来已久，“过去我们设计康复训练产品，更多聚焦于上肢或下肢等孤立的功能康复问题，但康复的最终目标是让患者回归生活。我们全面整合了近些年积累的虚拟现实、机器人、生物力学等技术，将社会生活场景与躯体功能串联，在虚拟实景中进行评估和训练，帮助患者提高生活质量，回归社会。”
虚实融合，科技催化产业变革
2021年，傅利叶智能正式启动了伽利略项目，这是傅利叶多年来机器人技术积累和临床医学领域持续探索的集大成之作，包括六轴运动平台、六维测力台、LED柔性环屏、自适应跑台、动态减重、运动捕获系统、上下肢康复机器人、运动训练设备，以及人机交互软件等先进科技。
伽利略产品总监杨志豪介绍，伽利略系统包含了6个自由度的运动平台，可以模拟船面的摇晃、行走中的上下坡起伏变化、 乘坐公共交通、各类运动及跌倒等场景，通过平衡维持并增加上肢任务，增加扰动干扰。
在模拟场景方面，伽利略配备了180°柔性LED环绕大屏，符合人眼的视野范围，有3A级画面效果，打造开放式沉浸体验。并且视效更加平稳，减小使用者的眩晕感。声、光、触觉等多维度多感官输入，伽利略营造出沉浸式场景，让患者置身于虚拟环境中，与环境互动交融，打造更真实的体验，达到最优治疗效果。
伽利略的六维高精度测力台内嵌6块六维测力台和压力传感，可以捕捉x、y、z三维空间的力及力矩值，另外测力台表面还附有高密度压力采集薄膜，以100Hz频率采集9600个压力点数据，通过软件可视化数据处理，能实现平衡、足底压力和人体姿态的评估。
此外，伽利略系统配备了双履带超宽测力跑台、无线表面肌电(sEMG)信号采集系统、多通道惯性高清动作捕捉系统等，适用于各种运动场景的高频率高精度的动作捕捉，采集动态平衡及步行训练中的数据，可与表面肌电仪、六维测力系统等设备同步运行，满足多场景需要。
伽利略系统可实现步态功能评测
据了解，伽利略系统已经实现了核心模块完全自研生产，并且所有零部件都已国产化。“伽利略系统的核心在于技术的整合，成为变革的催化剂，打破学科边界，重新定义了康复的未来。我们可以创造一个生态系统，成为世界范围内科技创新的引领者，邀请海外联合实验室共同参与科研工作。”傅利叶智能集团副总裁兼首席战略官、国际先进康复技术工业协会主席Zen KOH 评价道。
加拿大多伦多KITE研究所主任Milos Popovic教授对新品发布表示祝贺，“我认为这是康复研究和实践的未来，作为评估和训练患者的工具，伽利略系统是非常杰出的新设备，可以帮助患者突破身体极限。”
向内而生，打造工业美学黑盒子
“我们的产品设计灵感来源于一个神秘的黑盒子，外表看不出所以然，步入其中却别有洞天。伽利略系统是一款向内而生的产品，因此我们采用了极简设计风格，并将曲面屏做包裹式、收敛式设计，在步入伽利略的一瞬间仿佛穿越到了虚拟世界。”杨志豪介绍。
伽利略的设计风格参考了极简主义，目的是从根本上简化和减少看起来最基本的元素。这意味着使用干净的线条、几何形状和有限的颜色，拒绝装饰主义，重点在功能设计和高品质的表面处理。
向外而行，拓展无限应用可能
伽利略系统主要针对神经损伤、肌骨损伤或退行性病变等原因造成的功能缺陷，包括运动、认知、日常生活活动、心理等功能障碍，提供评估和训练，也适用于运动员、军人等能力增强训练。
伽利略系统集成了30多种功能模块，可以模拟划船、公交地铁出行、互动轮椅、红绿灯急行，行走上下坡等运动和康复的真实场景，打造康复的一体化系统(All-in-One System)。
伽利略系统模拟公交地铁出行场景
以划船场景为例，杨志豪介绍，伽利略可将运动平台与EMU三维上肢康复机器人联动控制，提供类似挥桨的动态重力补偿，还可以模拟水的阻力，实现双上肢协同训练。真实世界的物理特性也加入了虚拟场景中，如根据挥桨力度可以改变水浪的高度，画面上的船身与运动平台随着波浪变化同步浮动，更加真实地还原了实际乘船体验。“太阳的位置，渔网的光影变化，随风摇曳的树木，甚至是石头上的一片苔藓等，我们都做了细致入微的设计。”
伽利略的场景与日常生活息息相关，例如，过马路虽然看起来非常简单，对于某些患者来说，却是一个难度极高的任务。杨志豪解释道，“如帕金森症导致的冻结步态，往往因为无法顺利通过马路导致危险发生，而红绿灯的倒计时以及路上行驶的车辆，会给予他们更大的心理压力。车辆在按喇叭的时候，也会有无形的压迫感，因此伽利略设计了红绿灯急行场景，通过模拟还原，让患者逐步适应这个过程，同时进行反应力和步行评估，训练对方在遇到绿灯闪烁时的通行能力。”
伽利略系统还可以用于步态功能、心肺功能评测、老年病康复、疼痛康复等方方面面。例如心理康复场景——创伤后应激障碍，地震等灾害引发大量个体的应激障碍，伽利略的虚拟现实技术结合环绕音效和运动平台，可以帮助还原真实的地震场景，进行暴露类干预治疗，从而缓解症状，达到更理想的治疗效果。
另外，傅利叶智能同期发布了BioMotionX运动生物力学工作站，包含三维动作捕捉系统、步态分析跑台、压力分布、测力台、表面肌电、足底五维力传感器、VR等设备，针对过往多设备采集数据，无法统一分析的痛点，形成系统的生物力学解决方案，集科研、评估、训练于一体，满足医疗康复、体育训练、人机工程等领域研究评估需求。
伽利略系统未来会成为国际顶尖医院康复中心、高校机器人实验室、临床转化中心、国家队训练中心等的标准配置，同样可适用于通用机器人的训练、测试和评估，创造多元科研环境。杨志豪介绍，去年伽利略系统正式落户张江机器人谷，今年将在数家机构落地。
“伽利略系统始于康复，但不止于康复。我们致力于打造一个开放的科研平台，欢迎更多的临床和工程人员参与到伽利略系统的科研环境中，碰撞出无限可能。伽利略不只是一个康复的大装置，它的潜力远远超出想象，就像飞行器的开发需要风洞实验室，希望伽利略系统能够成为医学工程领域的‘风洞’，助力产生更多新技术、新疗法、新产品。”顾捷展望道。(完)
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