客观日本

东大初创公司BionicM CEO孙小军:9岁时右腿截肢,利用自身体验开发出最先进的“机器人义肢”

2021年09月13日 人在东瀛

在拄着拐杖生活了15年之后,创业者孙小军在东京大学开发了一种机器人义肢,并即将实现商业化。他的使命是为尽可能多的人带来行动自如的喜悦,其设计的义肢可以像身体的一部分一样灵活移动,并可以防止跌倒。

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孙小军
1987年出生于中国贵州,9岁时因患骨肉瘤而被截去了右腿。2009年,他作为交换留学生在日本的东北大学学习。2010年进入东京大学研究生院攻读硕士课程。在日本的残障人士援助制度的帮助下首次为自己安装了义肢。2013年硕士毕业后,入职索尼公司。2015年进入东京大学研究生院的博士课程。从事机器人义肢的研究。2018年,创立了BionicM公司。

像在使用自己的肌肉一样,自然行走

到2021年7月,经过了6年的研发,孙小军正忙于在年底前实现机器人义肢的商业化。

“截止到目前为止,我们已经为公司外的义肢用户举办了多次试用活动,每次在收到反馈意见后,都将其反映在研发当中了。从今年1月起,我自己也安装了该义肢开始了新生活。现在我们正在进行最终的调整和改进,并与一家EMS(制造承包商)公司进行洽谈。计划在今年年底前实现商业化。”

现有的义肢大多是无动力的“被动式”,给用户造成负担。“我们开发的机器人义肢有多个内置传感器,它可以感知用户的动作,并使用电机辅助行走,所以不会那么累。上下楼梯时就像在使用自己的肌肉一样自然,并且不易跌倒,使用起来更方便。”

三年前,作为东京大学的一个初创项目成立了“BionicM”,其使命是“Powering Mobility for All——助力移动”。该公司利用机器人技术,旨在开发改善所有人(从腿脚残障人士到高龄人士)的独立行动能力的设备,并提供相关服务。该公司的名称是由“Bionic”(生物工程)和 “man”(人)/“mobility”(移动性)这两个带有“M”的词组合而成。其寓意是为了通过技术和人的有机融合来提高人类的移动能力。

驱使他开发机器人义肢的动力,来自于他自己15年来依靠拐杖生活的经历。

九岁开始就对未来充满担忧

1987年,他出生在中国西南部贵州省的一个农村地区。“那里原来是一个非常典型的农村。如今,因其温泉而闻名遐迩,游人如织,但过去是一片荒凉,一无所有。我小时候喜欢玩耍,特别是喜欢打篮球。”

9岁时,他的右腿因患骨肉瘤而被截肢。天真烂漫的童年顿时黯然失色了。他说:“我非常沮丧,因为我不能做我以往能做的事情。我的父母让我认真思考没有他们我将如何生活,我开始担心未来。我担心既不能用一条腿从事农活,也不能从事需要大量体力的工作。”

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拄着拐杖的少年孙小军

当时在中国,由于针对残障人士的补贴等支援体系的不完善,他无法获得价值不菲的义肢。他不得不使用拐杖,这给他的生活带来了很大的困难。

于是他决定必须努力学习,为自己创造一个未来。他全身心地投入学习,成绩迅速提高。高中时,他进入了贵州省的一所学校。2006年,他被位于湖北省武汉市的著名学府华中科技大学录取。

“我当时真的不知道将来自己想做什么,但我选择在大学期间学习材料工程,因为华中科技大学在该领域很有名。”

在日本告别了拐杖生活

在本科学习期间,他在日本东北大学进行了为期一年的交流学习。

“东北大学在材料工程领域是世界顶级的。我想学习日本的先进技术,所以申请了东北大学的交流项目。但我根本没有学过日语。当时,我打算去美国读研究生的,所以一直在学习英语。 但在日本生活了一年后,我真的喜欢上了日本的环境。每个人都对我这个不懂日语的人非常客气,而且仙台是一个非常美丽的城市,环境特别好。虽然对拄着拐杖的我来说,坐公交车去学校很不方便,但我觉得这里的无障碍系统比中国更先进。渐渐地,我开始考虑去日本的研究生院学习深造。

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在东北大学的交流期间,孙小军还和朋友一起去旅行。照片背景是宫城县大河原町白石川的“一目千本樱”

2010年,从华中科技大学毕业后,进入东京大学研究生院攻读硕士课程。

“作为材料工程的延伸,我主修机械工程,并研究燃料电池。我想解决全球的能源问题。我还非常努力地学习日语。也是从研究生院开始使用义肢的。这是利用日本政府对残障人士的公共补贴,为我做的义肢。”

虽然尝到了双手重获自由的喜悦,但他同时也意识到,传统的无动力义肢在日常生活中很不方便。他说,“我开始想自己制作更易于使用的义肢。”

在世界顶级初创竞赛中获奖

获得硕士学位后,他入职了索尼公司,被分配到一个开发扬声器等产品的部门。虽然他没有参与燃料电池的开发,但他觉得从采购零件到组装和改善音质等制造方面的工作很有趣。然而,随着他在日常生活中多次摔倒,他对开发防摔义肢的愿望也越来越强烈。

他认为自己需要一个可以开发义肢的环境,所以仅仅在索尼工作了两年多就离职了,并于2015年重新进入东京大学的博士课程。研究仿真机器人的信息系统工程实验室成为了他迎接挑战的新天地。

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孙小军在东京大学研究生院的研究室里

“我以为在研究了机器人义肢的开发技术后,我最终会就职于一家义肢制造公司。但是,当我利用研究生院的实习制度,向义肢领域世界顶级的一家德国公司递交申请后,被对方拒绝了。因此我意识到,在我完成学业后,我不一定能在开发我想要的那种义肢的公司找到工作。所以我想,为什么不开自己的公司呢?”

转折点出现在2017年,他在美国德克萨斯州举行的全球规模最大的商贸展览会“西南偏南(SXSW)”上展出了一个机器人义肢的原型,并获得了创新项目奖。在此之前,Twitter和Airbnb等都曾因获此奖项而备受瞩目。

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荣获“西南偏南”互动创新奖(Interactive Innovation Award)

“将机器人技术与人体相结合在技术上是非常困难的。我认为,正是利用这项技术来开发新型义肢,以改善人们的行动能力的概念得到了高度的评价。虽然它在当时仍处于起步阶段,但通过我们的演示,让大家在一定程度上了解到该技术有多么伟大。”

在SXSW上获得认可后,我们实现了向包括投资者在内的广大受众“传播信息”的目标,但那个时候,“它尚未达到可以在日常生活中使用的水平。”

轻巧安全且“炫酷”的义肢

研发上遇到的重大挑战是实现其“轻便性、耐用性和安全性”。

“就义肢而言,在残肢下部有限的空间内,它必须有足够的力量来支撑用户的体重。同时,因为它是安装在身上的,所以它必须是轻巧的。由于每天都要使用,耐用性也很重要。此外,它还必须能够感知用户的身体姿势和无意识的动作,以提供正确的运动,否则就非常危险。预测用户的行为并控制义肢,使其协调配合以确保安全,这是非常困难的一件事。”

设计也是非常重要的。“有很多人隐藏自己的义肢,但我想改变这种情况。没有人愿意被截肢,但当不得不被截肢后,我想创造一个炫酷的义肢,让人们更容易视它为身体的一部分,而且还会想把它作为一种时尚来炫耀。”

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孙小军钟情于向世人展示时尚义肢(拍摄于东京车站附近)

充分发挥“东大首创”的优势

2018年12月,他创立了BionicM公司。翌年,获得了东京大学The University of Tokyo Edge Capital Partners Co., Ltd.(简称UTEC) 的资助,该风投公司支持大学发起的初创企业。BionicM公司的办公室就设在校园内的一个用于初创项目的孵化设施内。

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位于“东京大学创业实验室”内的办公室

“初创企业是白手起家的,因此缺乏可信度,很难筹集到资金。但如果有“背书”证明研发项目是源自于东京大学的话,可以在商业界中受到信任。”

正是由于东京大学的信誉、以及在实验室掌握到的机器人技术、设备,以及前三年利用周边的各种研究积累的优势,公司才能够在成立两年半后达到了准备将产品商业化的阶段。

2020年,该公司通过第三方定向增发的方式共筹集了5.5亿日元。同时,该公司在深圳设立了公司,以发展其在中国的业务。孙先生说:“我们希望从日本和中国开始,然后将业务扩展到世界各地的义肢用户。”

实现人人都能行动自如的社会

目前,BionicM有17名员工。拥有各种专业知识和技能的成员,从机械,电子和软件工程师到理疗师和义肢技师(拥有国家资格可根据用户量身定制义肢的专家)等,充分利用每一个人不同的专业视角,齐心协力致力于机器人义肢的研发工作。

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孙小军使用自己开发的义肢享受踢球的快乐

大多数技术上的问题已得到了解决,但今后的挑战是如何降低成本。

义肢的价格一般都很昂贵,现有的每条义肢的价格在数十万日元到一百万日元之间。世界上只有冰岛的一家制造商制造动力义肢,但其价格超过了1000万日元。

“现在我们正在研究价格范围,但很难从一个低价格开始。为了让尽可能多的用户受益,我们必须尽可能地降低成本、降低价格。这不仅需要技术上的创新,还需要商业上的创新。我们希望开发一个系统让用户更容易购买,其中包括贷款、分期付款和租赁制度等方式,而不是一次性付款。”

目前,该公司首先专注于进军义肢市场,但在未来,正在考虑提供一系列的服务和开发新产品。

“我们的机器人义肢配备了内置传感器,因此可以每天收集用户的行走数据。通过分析这些数据,我们可以直观地观测到用户的步态,例如,用户的左右脚的负载是否平衡,膝关节是否适当弯曲,以及运动方式是否与接近健康人。通过将这些数据反馈给用户,为用户建议更健康的行走方式。因此使用这些数据将创造更多的可能性。”

除了义肢之外,为了帮助腿部不灵活的高龄者行走,该公司正在尝试开发“移动设备”,以及“外骨骼”。

“例如,通过利用机器人义肢的技术,开发一种辅助高龄者膝关节的设备以协助其行走是完全可行的。此外,我们认为还有可能制造一套感觉像穿着鞋袜般的动力外骨骼,而不是医院和康复中心使用的那种外骨骼。我们的目标就是支撑人们的日常生活。我相信,我们的使命是创造一个残障人士和高龄者都能够自己自由行走和移动的世界。”

作者:板仓君枝
图片:除第一张图片外,所有图片均由BionicM提供
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