劉志龍 杜加軍 李俊樺 陳超 李義凱,3*

1 深圳市靈手科技有限公司 （廣東 深圳 518000）

2 南方醫(yī)科大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院 （廣東 廣州 510515）

3 南方醫(yī)科大學(xué)第三附屬醫(yī)院中醫(yī)骨傷科 （廣東 廣州 510630）

內(nèi)容提要： 傳統(tǒng)中醫(yī)理療過度依賴人工的特性使其面臨專業(yè)醫(yī)師稀缺、人工成本高等問題，按摩理療機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。文章概述國內(nèi)外具有代表性的幾款按摩理療機(jī)器人的功能特點(diǎn)，分析國內(nèi)按摩理療機(jī)器人行業(yè)現(xiàn)階段存在的問題，并展望按摩理療機(jī)器人的發(fā)展，以期為本行業(yè)的發(fā)展提供一定的參考思路。

隨著我國人口老齡化進(jìn)程和人們健康意識的增強(qiáng)，大健康產(chǎn)業(yè)已成為行業(yè)發(fā)展的新“風(fēng)口”，人工智能正在向健康產(chǎn)業(yè)不斷滲透發(fā)展。同時(shí)，人口老齡化是一個(gè)全球性問題，在許多國家，老年人身體健康的惡化已成為一個(gè)社會經(jīng)濟(jì)問題。一項(xiàng)研究提示，2012年超過60歲的人口占到全球人口的11.5%，而2050年這個(gè)數(shù)值將達(dá)到雙倍之多，甚至一些地區(qū)（包括中國及一些歐洲國家）將達(dá)到30%以上[1]。除了人口老齡化問題日趨嚴(yán)峻，老年患者急劇增加外，大量長時(shí)間保持坐姿工作的年輕人，也容易產(chǎn)生疲勞過度，青年患者也日趨增多[2-4]?？祻?fù)理療作為解決當(dāng)前主要社會亞健康人群和慢病人群預(yù)防疾病、促進(jìn)健康的重要手段，被國家大力推廣并納入衛(wèi)生服務(wù)保障體系。近兩年，國內(nèi)外隨著協(xié)作機(jī)器人、機(jī)器視覺和力傳感器等技術(shù)的不斷進(jìn)步，已經(jīng)發(fā)展出很多融合了人工智能、機(jī)器人動力學(xué)及康復(fù)醫(yī)學(xué)等學(xué)科知識的理療類機(jī)器人產(chǎn)品，來取代一個(gè)又一個(gè)以前只能專業(yè)理療師才能夠完成的工作崗位，來減輕理療師的體力負(fù)擔(dān)，降低人工成本。本文重點(diǎn)介紹世界范圍內(nèi)比較有代表性的幾款按摩理療機(jī)器人并進(jìn)行分析，最后對按摩理療機(jī)器人的發(fā)展進(jìn)行總結(jié)與展望，以期能為本行業(yè)的發(fā)展提供一定的指導(dǎo)意義。

1.國內(nèi)按摩理療機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 靈手LSCURE

靈手LSCURE的理療機(jī)器人可以根據(jù)選擇不同的理療組件（理療頭）配置成功能不同的理療機(jī)器人?？梢赃x配的組件有艾灸理療頭、超聲理療頭、沖擊波理療頭、射頻理療頭、負(fù)壓理療頭等?？蓮V泛應(yīng)用于康養(yǎng)領(lǐng)域（如理療連鎖店、中醫(yī)館等）、科研領(lǐng)域（如教育研究、機(jī)器人應(yīng)用等）以及個(gè)人消費(fèi)（如高端私人定制）等。

1.1.1 艾灸理療機(jī)器人

艾灸理療機(jī)器人（圖1）配備萬向輪，可隨時(shí)方便移動；同時(shí)帶有剎車固定功能。融合協(xié)作機(jī)械臂、艾灸理療頭、視覺系統(tǒng)、顯控系統(tǒng)、柔性力控系統(tǒng)、功能按鍵等模塊形成有機(jī)整體。

圖1.艾灸理療機(jī)器人

靈手艾灸理療機(jī)器人操作智能化，通過顯控選擇手法即可啟動理療，結(jié)束之后自動復(fù)位，全程無需人為干預(yù)。通過視覺系統(tǒng)對人體理療區(qū)域進(jìn)行3D掃描建模和深度數(shù)據(jù)擬合，進(jìn)行人體空間重構(gòu)系統(tǒng)，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫提供個(gè)性化、精準(zhǔn)的艾灸康養(yǎng)方案，基于機(jī)器人運(yùn)動學(xué)以及人體空間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃，自動生成理療軌跡。根據(jù)療程設(shè)置理療時(shí)間開始理療，理療全過程可通過顯控實(shí)時(shí)反饋進(jìn)度，如按摩力度、速度、理療時(shí)間等。靈手艾灸理療機(jī)器人搭載高精度力控系統(tǒng)，模擬人工理療師行刮痧和推拿動作，力度可精確到0.1 N，可實(shí)現(xiàn)回旋灸、往復(fù)灸、雀啄灸等多種艾灸傳統(tǒng)技術(shù)。

1.1.2 LSCURE理療機(jī)器人

LSCURE理療機(jī)器人（圖2）是在艾灸理療機(jī)器人的基本配置上，結(jié)合人工診斷，集合專家手法，自動生成機(jī)械臂按壓動作，利用理療頭通過理化效應(yīng)促進(jìn)人體病變組織局部血循環(huán)、加強(qiáng)新陳代謝、影響生物活性物質(zhì)含量的優(yōu)于傳統(tǒng)人工理療的智能機(jī)器人。

圖2.LSCURE理療機(jī)器人

1.2 秀域

1.2.1 秀域超V熱動力人工智能AR機(jī)器人

2020年9月15日，全部知識產(chǎn)權(quán)、全部國產(chǎn)化的秀域超V熱動力人工智能AR機(jī)器人（圖3）上市。超V熱動力人工智能AR機(jī)器人由協(xié)作機(jī)器人、可移動式底座、視覺系統(tǒng)、力控系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、遠(yuǎn)紅外線診療、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)、店面管理系統(tǒng)及射頻熱動力設(shè)備的完美結(jié)合，具有人工智能診療、自動記憶并優(yōu)化千人千面的服務(wù)方案。超V熱動力人工智能AR機(jī)器人使用國內(nèi)的遨博柔性協(xié)作機(jī)械臂，通過移動底座與按摩床進(jìn)行空間位置上的配合；利用視覺系統(tǒng)對用戶進(jìn)行簡單的人體重構(gòu)，得出合理按摩理療區(qū)域；通過遠(yuǎn)紅外線診療系統(tǒng)，對按摩理療人體掃描，生成熱力圖進(jìn)行數(shù)據(jù)對比，自動提供檢測報(bào)告。然后根據(jù)預(yù)存的各類亞健康改善方案進(jìn)行選擇，選定方案后對生成的按摩軌跡進(jìn)行適當(dāng)性調(diào)整，因人而異地調(diào)整初始按摩力度和溫度，在按摩過程中因力控系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)的存在，所以有穩(wěn)定力度控制和溫度控制，實(shí)現(xiàn)了在用戶身體上做到比較柔順的、溫和的按摩理療。

圖3.超V熱動力人工智能AR機(jī)器人

超V熱動力人工智能AR機(jī)器人的優(yōu)勢還在于其能夠?qū)崿F(xiàn)大數(shù)據(jù)計(jì)算呼吸頻率，保證全程調(diào)理方案一致；搭配店面管理系統(tǒng)，高標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，不受操作人員的影響，且比人工操作效果加倍。從而實(shí)現(xiàn)每上升1°C基礎(chǔ)溫度，血白細(xì)胞活性提高30%，免疫力提升5～6倍的效果。

1.2.2 秀域小通機(jī)器人

在超V熱動力人工智能AR機(jī)器人的基礎(chǔ)下，2021年秀域推出代替人工的智能祛痛儀器—秀域小通機(jī)器人（圖4）。秀域小通機(jī)器人是由倪光南院士團(tuán)隊(duì)研發(fā)獲得若干專利，利用聲波的原理，通過力量將粘連點(diǎn)打開，從而疏通經(jīng)絡(luò)、松解筋膜。小通機(jī)器人還搭配有光合智能探頭并發(fā)出特定波長的LED光，刺激肌肉產(chǎn)生碼啡肽，能夠改善腫脹、緩解疼痛。一個(gè)課程1.5萬發(fā)，相當(dāng)于10年技師3h的服務(wù)，比人工滲透更深、力度更大、更沉穩(wěn)，見效快且安全舒適。

圖4.秀域小通機(jī)器人

1.3 鈞控

鈞控智能艾灸機(jī)器人繼承了古法灸法的操作方式和手法，保障艾灸的功效，同時(shí)合理運(yùn)用人工智能、機(jī)器人和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，在解決煙味、人工占用等痛點(diǎn)問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合舌診儀智能分析提供更個(gè)性化、更精準(zhǔn)的艾灸康養(yǎng)方案，滿足新時(shí)代人們對健康的更高需求。鈞控艾灸機(jī)器人由機(jī)械臂、操作顯控系統(tǒng)、激光紅外定位系統(tǒng)、模塊化艾灸頭、自動清煙系統(tǒng)、數(shù)字化康養(yǎng)管理系統(tǒng)等部分組成。鈞控推出的艾灸機(jī)器人有由4自由度機(jī)械臂搭建適合人體平坦部位穴位的JFR-4艾灸機(jī)器人和6自由度機(jī)械臂搭建全方位適應(yīng)人體曲面的JFR-6艾灸機(jī)器人（圖5）。

鈞控機(jī)器人通過其公司產(chǎn)品智能舌診儀判斷出客戶自身的病癥，為客戶推薦精準(zhǔn)的服務(wù)項(xiàng)目。鈞控門店管家根據(jù)選擇的項(xiàng)目，將標(biāo)準(zhǔn)灸程一鍵下發(fā)至技師和指定機(jī)器人，技師根據(jù)灸程在艾灸機(jī)器人的操作顯控系統(tǒng)上操作，利用機(jī)器人上兩個(gè)激光紅外點(diǎn)進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合定位，快速地為客戶進(jìn)行艾灸，可在顯控系統(tǒng)上實(shí)時(shí)查看服務(wù)進(jìn)度和設(shè)備狀態(tài)。該機(jī)器人可搭載高精度機(jī)械臂、距離傳感器和溫度傳感器為人體進(jìn)行安全保護(hù)。

1.4 熱敏灸機(jī)器人

熱敏灸技術(shù)是在繼承傳統(tǒng)艾灸療法的基礎(chǔ)上，通過懸灸熱敏態(tài)穴位激發(fā)熱敏灸感和經(jīng)氣傳導(dǎo)，并施以個(gè)體化的飽和消敏灸量的艾灸新療法，是中醫(yī)藥傳承精華、守正創(chuàng)新的結(jié)晶[5]。熱敏灸技術(shù)具有不用針、不接觸人體、安全有效、適應(yīng)證廣、成本較低、無毒副作用等特點(diǎn)[6]。

人體在疾病狀態(tài)下，體表腧穴可能發(fā)生敏化，敏化態(tài)的腧穴對外界相關(guān)刺激呈現(xiàn)“小刺激大反應(yīng)”[7]。應(yīng)用熱敏灸機(jī)器人（圖6）治療的時(shí)候，這些穴位就會出現(xiàn)熱、透、傳等各種反應(yīng)，找到這種反應(yīng)就找到了熱敏穴位，然后機(jī)器人就會針對這些熱敏穴位進(jìn)行飽和灸療。

圖6.熱敏灸機(jī)器人

熱敏灸機(jī)器人通過機(jī)械臂靈活地模擬人工操作，通過攝像頭找準(zhǔn)穴位定點(diǎn)施灸，在控制平臺上輸入被灸者的疾病種類、需要熱敏灸的穴位以及艾灸手法的次數(shù)與時(shí)長，熱敏灸機(jī)器人就可以自主地為患者進(jìn)行具體的熱敏灸療，每一次施灸記憶都可以進(jìn)行分析、保存。此熱敏灸機(jī)器人還具有隨動功能，會隨著被灸者移動而移動，如果被灸者起身的幅度超過了安全限額，機(jī)器人的灸頭會自動回到安全點(diǎn)，這樣可以盡量保護(hù)被灸者不被燙傷[8]。

1.5 華之術(shù)

華之術(shù)生命健康智能手（圖7）由UR智能手臂、人工智能系統(tǒng)和健康載體“賦活乳”三大部分組成。人工智能系統(tǒng)由國內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)數(shù)年開發(fā)研制，結(jié)合了前沿的人工智能專利技術(shù)，是整個(gè)“華之術(shù)生命健康智能手”的神經(jīng)中樞和大腦，可以輕松根據(jù)每一個(gè)人的不同身體狀況作出“一人一診”的精準(zhǔn)健康方案，并以此傳導(dǎo)和控制“UR智能手臂”的實(shí)時(shí)操作。

圖7.華之術(shù)生命健康智能手

“UR智能手臂”以人體脊柱為中心，調(diào)節(jié)人體脊柱的兩側(cè)肌肉和神經(jīng)的平衡，讓“UR智能手臂”在人體背部進(jìn)行“896生命圖騰軌跡”運(yùn)行，以畫“8”字作用于人體脊柱上、以畫“6”與“9”走膀胱經(jīng)。通過“896軌跡”的運(yùn)行，讓人體的整個(gè)脊柱達(dá)到真正的“生物力學(xué)平衡”，從而讓身體血液循環(huán)更好，能快速供血、供氧、供營養(yǎng)給細(xì)胞，達(dá)到激活、修復(fù)、進(jìn)（凈）化、再生、重組細(xì)胞的功能，并有序地把脊柱兩邊的31對脊神經(jīng)和臟腑更高效地進(jìn)行生物信息的傳遞，從而更好地調(diào)理人體八大系統(tǒng)?！百x活液”由“賦活水和賦活乳”融合形成，在整個(gè)理療過程中能隨著UR智能手臂的軌跡，滲透體內(nèi)激活細(xì)胞，促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)修復(fù)，同時(shí)輔助功能恢復(fù)并提高免疫力。

2.國外按摩理療機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 AiTreat

新加坡的AiTreat推出的中醫(yī)按摩機(jī)器人EMMA（圖8）提供了一種替代或補(bǔ)充形式的治療，進(jìn)行的軟組織操作可用于治療慢性疼痛等疾病。根據(jù)人工智能存儲的醫(yī)療數(shù)據(jù)和患者過去的治療記錄，治療專門針對患者的需求。人工智能將分析這些信息和患者記錄，為患者定制最有效的治療計(jì)劃。

圖8.EMMA按摩機(jī)器人

EMMA配備了傳感器來測量肌肉僵硬，并使用3D視覺技術(shù)來分析患者的身體，機(jī)器人將根據(jù)其人工智能存儲的信息確定患者的最佳行動方案，EMMA的機(jī)械臂將執(zhí)行治療性按摩。EMMA通過其“單臂”實(shí)現(xiàn)推拿，上面裝有模仿人類手掌和拇指的兩個(gè)硅接點(diǎn)，推拿的感覺與人手推拿相差無幾，EMMA專門進(jìn)行背部和膝部按摩。EMMA的治療能保證整個(gè)按摩理療過程中甚至療程之間不變的精確度和力度；通過柔軟的治療模塊進(jìn)行按摩，模塊被加熱到38°C～40°C，以模仿人體觸摸；EMMA施加的力被限制在最大100N，按摩期間施加的典型力僅在20～80 N，60N給用戶提供了最佳體驗(yàn)。患者在整個(gè)按摩治療期間可以控制EMMA的特征，除了能夠調(diào)整機(jī)器人的強(qiáng)度外，患者還能夠在其愿意的情況下隨時(shí)停止，以防出現(xiàn)任何不適。

2.2 Capsix Robotics

Capsix Robotics是一家總部位于里昂的公司，成立于2015年。CapSix Robotics公司生產(chǎn)的機(jī)器人按摩師iYU（圖9），由一個(gè)裝置了力度傳感器和攝像頭的機(jī)械臂，并由開發(fā)人員將一系列按摩方案進(jìn)行了編程植入機(jī)器人系統(tǒng)，所以可提供不同的按摩套餐供用戶選擇，舒緩工作者在工作中的肌肉和精神緊張。iYU使用的是全球首款通過IECEE-CB體系認(rèn)證的庫卡機(jī)器臂（KUKA LBR Med），機(jī)械臂擁有7個(gè)自由度、靈敏的傳感器技術(shù)、全面的安全防范并根據(jù)衛(wèi)生要求進(jìn)行了優(yōu)化的表面，以及為直接與人協(xié)作而設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。機(jī)器臂末端有按摩手套（材料是醫(yī)用硅膠），可以進(jìn)行按、壓、推、揉等操作。

圖9.iYU機(jī)器人按摩師

當(dāng)用戶在按摩床上平躺好后，使用相機(jī)系統(tǒng)掃描用戶的形態(tài)，并在幾秒鐘內(nèi)根據(jù)用戶的形態(tài)調(diào)整實(shí)施方案。無論身高、體重或身體曲線如何，iYU都將知道如何以個(gè)性化的方式執(zhí)行專業(yè)人員定義的協(xié)議。iYU還配置了用戶交互軟件，用戶可通過其實(shí)時(shí)控制按摩的力度增加或減少，以及開始或停止等功能。

2.3 Massage robotics

Massage robotics是美國加州的技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司推出的一種基于機(jī)器人的按摩治療系統(tǒng)，該系統(tǒng)不依賴于人工。機(jī)器人系統(tǒng)（圖10）包括一個(gè)按摩床，該按摩床具有兩個(gè)六軸協(xié)作機(jī)器人手臂，由于質(zhì)量、速度、傳動裝置和軟件的限制，該系統(tǒng)能夠?yàn)椴煌S度的人提供服務(wù)。

圖10.Massagerobotics機(jī)器人按摩系統(tǒng)

按摩機(jī)器人通過系統(tǒng)使用專有的校準(zhǔn)過程來測量每個(gè)用戶的身體坐標(biāo)（身高、肩寬等數(shù)據(jù)），同時(shí)設(shè)置配置文件。然后將坐標(biāo)用于允許用戶共享例程的算法中，它與移動應(yīng)用程序集成，使用戶能夠創(chuàng)建個(gè)性化的按摩程序，并公開或私下分享。機(jī)器人系統(tǒng)連接到Google云平臺，并利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和自然語言處理技術(shù)，使用戶能夠以正常聲音與系統(tǒng)交談，以控制按摩過程中的運(yùn)動和力度。該系統(tǒng)利用大數(shù)據(jù)和深度學(xué)習(xí)推薦引擎來學(xué)習(xí)越來越準(zhǔn)確地診斷，并精確地規(guī)定按摩程序。它的程序是專有算法和方程處理參數(shù)，包括工具識別、數(shù)據(jù)庫中的位置、持續(xù)時(shí)間、路徑、速度和力等。

機(jī)器人可以根據(jù)更換末端快換手部組件進(jìn)行仿生人體按摩動作，實(shí)現(xiàn)滾揉、擠壓和震動等按摩功能，以及通過人工操作做不到的方式。

3.小結(jié)與展望

2016年～2020年，中國中醫(yī)藥行業(yè)市場規(guī)模以19.4%的年復(fù)合增長率持續(xù)增長，到2020年，中醫(yī)藥行業(yè)市場規(guī)模達(dá)28254.3億元人民幣。預(yù)計(jì)未來5年，中國中醫(yī)藥行業(yè)市場規(guī)模將保持約14.2%的年復(fù)合增長率持續(xù)高速增長，到2025年，市場規(guī)模有望達(dá)到48071.7億元人民幣[9]。作為養(yǎng)生大國，國內(nèi)豐富的業(yè)態(tài)為智能理療機(jī)器人提供了重要的供給基礎(chǔ)，譬如，醫(yī)療機(jī)構(gòu)相關(guān)科室、美容院、養(yǎng)生館等。這些豐富的生態(tài)使得該行業(yè)在未來將是一個(gè)龐大的市場，但也存在著巨大挑戰(zhàn)。一方面，按摩、艾灸等理療項(xiàng)目極為依賴?yán)懑煄焸€(gè)人手藝，服務(wù)質(zhì)量良莠不齊，建立標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)體系難度大，難以滿足消費(fèi)者的升級需求；另一方面，租金人力成本不斷上升，嚴(yán)重制約行業(yè)擴(kuò)張。如何讓人力更易管理、服務(wù)更加標(biāo)準(zhǔn)且成本更低，是養(yǎng)生理療行業(yè)必須面對和解決的難題。以機(jī)器人代替人工服務(wù)不但解決了人工成本高、效率低、管理難、服務(wù)水平有差異等問題，且智能理療機(jī)器人不會如人工按摩師一樣，容易受情緒、力度、手法、環(huán)境等影響，全程均勻穩(wěn)定，滲透更深。

基于目前國內(nèi)、外比較有代表性的按摩理療機(jī)器人產(chǎn)品，本文簡要地介紹了各產(chǎn)品的功能、特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)的組成，并對國內(nèi)的行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行分析。當(dāng)下按摩理療機(jī)器人雖然能夠?qū)崿F(xiàn)一定的理療效果，解放了按摩理療勞動力的問題，但整體而言與傳統(tǒng)人工理療達(dá)到的效果還是具有一定的差距。而且僅有部分機(jī)器人能夠進(jìn)行穴位按摩理療，但穴位識別還是以人工操作識別為主，未能達(dá)到全智能化。因此，目前市面上還未存在一款真正意義上能夠做到自動識別穴位，以穴位識別為基準(zhǔn)的按摩理療機(jī)器人。

總之，按摩理療機(jī)器人行業(yè)的健康發(fā)展必須面對以下幾個(gè)問題：①市場接受程度。目前絕大多數(shù)用戶對機(jī)器人理療還是持懷疑態(tài)度，其安全性和舒適性還在考驗(yàn)階段，市場還需要更多的企業(yè)來教育。②缺乏體驗(yàn)感。與人工相比，機(jī)器人在按摩理療的過程中只是冰冷冷的“執(zhí)行者”，缺乏有溫度的溝通。③仍舊需要人機(jī)協(xié)同，并沒有做到完全的機(jī)器人代替人工操作。④造價(jià)成本高。以上幾個(gè)問題得到解決，是讓按摩理療機(jī)器人擴(kuò)大市場的基本條件。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，智能化產(chǎn)品日新月異，多學(xué)科的交流勢必會促進(jìn)推拿按摩理療領(lǐng)域的發(fā)展。相信在不久的將來，國內(nèi)能夠設(shè)計(jì)出更加人性化、輕便舒適、功能完備的按摩理療機(jī)器人，讓更多的用戶從中受益。