護理機器人并不是個新概念。早在2011年10月，日本奈良尖端科學技術(shù)大學就展示過一款護理老年人完成穿衣動作的機器人。而同樣是身為護理機器人，《超級陸戰(zhàn)隊》的醫(yī)療助手Baymax就奇怪地像是來自另一個世界。

 

（圖1：超級陸戰(zhàn)隊的Baymax顛覆了護理機器人的傳統(tǒng)形象）

充氣式設計的科學依據(jù)

傳統(tǒng)上，機器人總是出現(xiàn)在遠離人們?nèi)粘Ｉ畹膱龊现?，它們只是替人們處理繁重、重復、枯燥的工作，像是在流水線上組裝機械、在危難時刻搶險救災。機器人離我們生活最近的工作，也只是在房間里打掃衛(wèi)生。因此，雖然日本的穿衣機器人直接參與人們的生活過程，但仍然在實現(xiàn)上繼承了工業(yè)機器人的鋼筋鐵骨、無堅不摧的形象。

鋼鐵戰(zhàn)士的傳統(tǒng)造型肯定不符合Baymax作為“暖男”的定位，而最終能夠設計這個軟軟的、暖暖的超萌形象，還要歸功于哈佛大學的一項技術(shù)發(fā)明。據(jù)導演Don Hall透露，他們是在造訪哈佛大學時發(fā)現(xiàn)了一款可充氣的機器人手臂。

哈佛大學在2010年提交的一份專利介紹了這款機器人手臂的結(jié)構(gòu)。這是一個原理非常簡單的機器人設計。在彈性體內(nèi)形成充氣槽，通過改變充氣槽中的氣壓，可以使彈性體發(fā)生形變；而當彈性體的各側(cè)壁選擇不同形變系數(shù)的材料時，可以控制形變發(fā)生的方向和幅度。當把一系列這樣的彈性體連接起來、再配上一根連通充氣槽的充氣管時，就構(gòu)成了一個完整的功能模塊。這個主要由硅膠構(gòu)成的功能模塊就是Baymax的設計原型。

（圖2：哈佛大學的美國專利申請第13/885967號的結(jié)構(gòu)示意）

充氣式機器人的優(yōu)勢是可以提供輕柔的操作，適合對精細物品進行操作；而且可以通過充放氣來改變機器人的體積，適應不同形狀的工作環(huán)境。在專利提供的試驗圖片中，我們可以看到一只直徑大約14厘米的充氣式機器手輕柔地抓住一只小白鼠并提到了半空。在電影中，Baymax把Hiro攬在懷中，像極了被抓在半空的小白鼠。

（圖3：Baymax的形象設計是有充分科學依據(jù)的）

充氣式設計在材料和結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，使Baymax可以避免在接觸和護理中對人造成的傷害風險。這樣看來，迪斯尼公司對護理機器人的理解是有充分的科學依據(jù)和現(xiàn)實基礎的。

智能和醫(yī)療的路有多長？

從《超級陸戰(zhàn)隊》上映開始，Baymax引起的熱議很快就從娛樂圈延伸到了科技圈，這無疑和當今流行的智能機器、移動醫(yī)療兩個科技概念密切相關(guān)。既然Baymax的充氣式結(jié)構(gòu)是可以實現(xiàn)的，那么在智能和醫(yī)療方面有幾成希望呢？

技術(shù)統(tǒng)計通常是基于對專利的分析而實現(xiàn)的。但由于疾病的治療技術(shù)因為不能申請專利而無法統(tǒng)計，所以我們通過對人體生理數(shù)據(jù)（包括溫度、心跳、血壓、呼吸、血流及身體器官的形狀、尺寸或運動特征）的測量技術(shù)為代表做對比途徑。

通過對美國、歐洲、中國授權(quán)的發(fā)明專利進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，近20年來在醫(yī)療技術(shù)方面授權(quán)的全部專利技術(shù)中，僅有1.74%的技術(shù)涉及用機器人對生理參數(shù)進行統(tǒng)計分析。盡管這個數(shù)據(jù)在2014年授權(quán)的全部專利中占到了接近3%，相比平均數(shù)據(jù)提高了70%以上，但絕對比例還是微不足道的，這說明并沒有太多研發(fā)資源投入到醫(yī)療功能的機器人產(chǎn)業(yè)中。如果沒有專利技術(shù)的支撐，這個高科技含量的行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的路途會非常漫長。

在智能機器方面，根據(jù)Gartner在2014年中發(fā)布的預計，智能機器、自然語言理解、智能咨詢、移動健康監(jiān)控等方面的技術(shù)產(chǎn)業(yè)化至少還需要5至10年的時間。這些都是實現(xiàn)護理機器人的感知能力、理解能力和行動能力所必需的技術(shù)。

蘋果手表、谷歌眼鏡為護理機器人鋪路

技術(shù)的障礙總會克服的，更難以逾越的恐怕是心理的防線。根據(jù)傳統(tǒng)的生活習慣，人們通常傾向于保留個人隱私，而不適應長期暴露在鏡頭之下。而攝像頭作為護理機器人的“眼睛”，總是對它的主人進行時刻不停的掃描、分析、記錄，這在很大程度上挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的生活習慣。

在解決這些問題方面，可穿戴設備可以為護理機器人進入普通家庭打開通路，例如蘋果的智能手表。不同于傳統(tǒng)電子產(chǎn)品，智能手表和人的接觸更加密切，得到的包括人體生理數(shù)據(jù)在內(nèi)的信息也更加隱密，而且還會向人提出健康分析之類的生活建議。這會改變?nèi)藗儗C器的接受程度，而這將加速護理機器人融入人們生活的過程。而智能眼鏡之類的產(chǎn)品則可以使人們逐漸習慣時刻處于攝像頭的監(jiān)控之下。

本文作者：PatSnap 首席專利分析師賈郡

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