客觀日本

東大初創公司BionicM CEO孫小軍:9歲時右腿截肢,利用自身體驗開發出最先進的「機器人義肢」

2021年09月13日 人在東瀛

在拄着柺杖生活了15年之後,創業者孫小軍在東京大學開發了一種機器人義肢,並即將實施商業化。他的使命是爲儘可能多的人帶來行動自如的喜悅,其設計的義肢可以像身體的一部分一樣靈活行程,並可以防止跌倒。

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孫小軍
1987年出生於中國貴州,9歲時因患骨肉瘤而被截去了右腿。2009年,他作爲交換留學生在日本的東北大學學習。2010年進入東京大學研究生院攻讀碩士課程。在日本的殘障人士援助制度的幫助下首次爲自己安裝了義肢。2013年碩士畢業後,入職索尼公司。2015年進入東京大學研究生院的博士課程。從事機器人義肢的研究。2018年,創立了BionicM公司。

像在使用自己的肌肉一樣,自然行走

到2021年7月,經過了6年的研發,孫小軍正忙於在年底前實施機器人義肢的商業化。

「截止到目前爲止,我們已經爲公司外的義肢客戶舉辦了多次試用活動,每次在收到回饋意見後,都將其反映在研發當中了。從今年1月起,我自己也安裝了該義肢開始了新生活。現在我們正在進行最終的調整和改進,並與一家EMS(製造承包商)公司進行洽談。計劃在今年年底前實施商業化。」

現有的義肢大多是無動力的「被動式」,給客戶造成負擔。「我們開發的機器人義肢有多個内置感測器,它可以感知客戶的動作,並使用電機輔助行走,所以不會那麼累。上下樓梯時就像在使用自己的肌肉一樣自然,並且不易跌倒,使用起來更方便。」

三年前,作爲東京大學的一個初創專案成立了「BionicM」,其使命是「Powering Mobility for All——助力行程」。該公司利用機器人技術,旨在開發改善所有人(從腿腳殘障人士到高齡人士)的獨立行動能力的設備,並提供相關服務。該公司的名稱是由「Bionic」(生物工程)和 「man」(人)/「mobility」(行程性)這兩個帶有「M」的詞組合而成。其寓意是爲了透過技術和人的有機融合來提高人類的行程能力。

驅使他開發機器人義肢的動力,來自於他自己15年來依靠柺杖生活的經歷。

九歲開始就對未來充滿擔憂

1987年,他出生在中國西南部貴州省的一個農村地區。「那裏原來是一個非常典型的農村。如今,因其熱泉而聞名遐邇,遊人如織,但過去是一片荒涼,一無所有。我小時候喜歡玩耍,特別是喜歡打籃球。」

9歲時,他的右腿因患骨肉瘤而被截肢。天真爛漫的兒童期頓時黯然失色了。他說:「我非常沮喪,因爲我不能做我以往能做的事情。我的父母讓我認真思考沒有他們我將如何生活,我開始擔心未來。我擔心既不能用一條腿從事農活,也不能從事需要大量體力的工作。」

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拄着柺杖的少年孫小軍

當時在中國,由於針對殘障人士的補貼等支援階層的不完善,他無法獲得價值不菲的義肢。他不得不使用柺杖,這給他的生活帶來了很大的困難。

於是他決定必須努力學習,爲自己創造一個未來。他全身心地投入學習,成績迅速提高。高中時,他進入了貴州省的一所學校。2006年,他被位於湖北省武漢市的著名學府華中科技大學錄取。

「我當時真的不知道將來自己想做什麼,但我選擇在大學期間學習材料工程,因爲華中科技大學在該領域很有名。」

在日本告別了柺杖生活

在本科學習期間,他在日本東北大學進行了爲期一年的交流學習。

「東北大學在材料工程領域是世界頂級的。我想學習日本的先進技術,所以申請了東北大學的交流專案。但我根本沒有學過日語。當時,我打算去美國讀研究生的,所以一直在學習英語。 但在日本生活了一年後,我真的喜歡上了日本的環境。每個人都對我這個不懂日語的人非常客氣,而且仙台是一個非常美麗的城市,環境特別好。雖然對拄着柺杖的我來說,坐公車去學校很不方便,但我覺得這裏的無障礙系統比中國更先進。漸漸地,我開始考慮去日本的研究生院學習深造。

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在東北大學的交流期間,孫小軍還和朋友一起去旅行。照片背景是宮城縣大河原町白石川的「一目千本櫻」

2010年,從華中科技大學畢業後,進入東京大學研究生院攻讀碩士課程。

「作爲材料工程的延伸,我主修機械工程,並研究燃料電池。我想解決全球的能源問題。我還非常努力地球科學習日語。也是從研究生院開始使用義肢的。這是利用日本政府對殘障人士的公共補貼,爲我做的義肢。」

雖然嚐到了雙手重獲自由的喜悅,但他同時也意識到,傳統的無動力義肢在日常生活中很不方便。他說,「我開始想自己製作更易於使用的義肢。」

在世界頂級初創競賽中獲獎

獲得碩士學位後,他入職了索尼公司,被分配到一個開發揚聲器等產品的部門。雖然他沒有參與燃料電池的開發,但他覺得從採購零件到組裝和改善音質等製造方面的工作很有趣。然而,隨着他在日常生活中多次摔倒,他對開發防摔義肢的願望也越來越強烈。

他認爲自己需要一個可以開發義肢的環境,所以僅僅在索尼工作了兩年多就離職了,並於2015年重新進入東京大學的博士課程。研究仿真機器人的資訊系統工程實驗室成爲了他迎接挑戰的新天地。

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孫小軍在東京大學研究生院的研究室裏

「我以爲在研究了機器人義肢的開發技術後,我最終會就職於一家義肢製造公司。但是,當我利用研究生院的實習制度,向義肢領域世界頂級的一家德國公司遞交申請後,被對方拒絕了。因此我意識到,在我完成學業後,我不一定能在開發我想要的那種義肢的公司找到工作。所以我想,爲什麼不開自己的公司呢?」

轉折點出現在2017年,他在美國德克薩斯州舉行的全球規模最大的商貿展覽會「西南偏南(SXSW)」上展出了一個機器人義肢的原型,並獲得了創新專案獎。在此之前,Twitter和Airbnb等都曾因獲此獎項而備受矚目。

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榮獲「西南偏南」互動創新獎(Interactive Innovation Award)

「將機器人技術與人體相結合在技術上是非常困難的。我認爲,正是利用這項技術來開發新型義肢,以改善人們的行動能力的概念得到了高度的評價。雖然它在當時仍處於起步階段,但透過我們的示範,讓大家在一定程度上瞭解到該技術有多麼偉大。」

在SXSW上獲得身份鑑定後,我們實施了向包括投資者在内的廣大受衆「傳播資訊」的目標,但那個時候,「它尚未達到可以在日常生活中使用的水平。」

輕巧安全且「炫酷」的義肢

研發上遇到的重大挑戰是實施其「輕便性、耐用性和安全」。

「就義肢而言,在殘肢下部有限的空間内,它必須有足夠的力量來支撐客戶的體重。同時,因爲它是安裝在身上的,所以它必須是輕巧的。由於每天都要使用,耐用性也很重要。此外,它還必須能夠感知客戶的身體姿勢和無意識的動作,以提供正確的運動,否則就非常危險。預測客戶的行為並控制義肢,使其協調配合以確保全全,這是非常困難的一件事。」

設計也是非常重要的。「有很多人隱藏自己的義肢,但我想改變這種情況。沒有人願意被截肢,但當不得不被截肢後,我想創造一個炫酷的義肢,讓人們更容易視它爲身體的一部分,而且還會想把它作爲一種時尚來展示。」

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孫小軍鍾情於向世人展示時尚義肢(拍攝於東京車站附近)

充分發揮「東大首創」的優勢

2018年12月,他創立了BionicM公司。翌年,獲得了東京大學The University of Tokyo Edge Capital Partners Co., Ltd.(簡稱UTEC) 的資助,該風投公司支援大學發起的初創企業。BionicM公司的辦公室就設在校園内的一個用於初創專案的孵化設施内。

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位於「東京大學創業實驗室」内的辦公室

「初創企業是白手起家的,因此缺乏可信度,很難籌集到資金。但如果有「背書」證明研發專案是源自於東京大學的話,可以在商業界中受到信任。」

正是由於東京大學的信譽、以及在實驗室掌握到的機器人技術、設備,以及前三年利用周邊的各種研究積累的優勢,公司才能夠在成立兩年半後達到了準備將產品商業化的階段。

2020年,該公司透過第三方定向增發的方式共籌集了5.5億日元。同時,該公司在深圳設立了公司,以隊形變換其在中國的業務。孫先生說:「我們希望從日本和中國開始,然後將業務擴展到世界各地的義肢客戶。」

實施人人都能行動自如的社會

目前,BionicM有17名員工。擁有各種專業知識和技能的成員,從機械,電子和軟體工程師到理療師和義肢技師(擁有國家資格可根據客戶量身定製義肢的專家)等,充分利用每一個人不同的專業視角,齊心協力致力於機器人義肢的研發工作。

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孫小軍使用自己開發的義肢享受踢球的快樂

大多數技術上的問題已得到了解決,但今後的挑戰是如何降低成本。

義肢的價格一般都很昂貴,現有的每條義肢的價格在數十萬日元到一百萬日元之間。世界上只有冰島的一家製造商製造動力義肢,但其價格超過了1000萬日元。

「現在我們正在研究價格範圍,但很難從一個低價格開始。爲了讓儘可能多的客戶受益,我們必須儘可能地降低成本、降低價格。這不僅需要技術上的創新,還需要商業上的創新。我們希望開發一個系統讓客戶更容易購買,其中包括貸款、分期付款和租賃制度等方式,而不是一次性付款。」

目前,該公司首先專注於進軍義肢市場,但在未來,正在考慮提供一系列的服務和開發新產品。

「我們的機器人義肢配備了内置感測器,因此可以每天收集客戶的行走資料。透過分析這些資料,我們可以直觀地觀測到客戶的步態,例如,客戶的左右腳的負載是否平衡,膝關節是否適當彎曲,以及運動方式是否與接近健康人。透過將這些資料回饋給客戶,爲客戶建議更健康的行走方式。因此使用這些資料將創造更多的可能性。」

除了義肢之外,爲了幫助腿部不靈活的高齡者行走,該公司正在嘗試開發「行程設備」,以及「外骨骼」。

「例如,透過利用機器人義肢的技術,開發一種輔助高齡者膝關節的設備以協助其行走是完全可行的。此外,我們認爲還有可能製造一套感覺像穿着鞋襪般的動力外骨骼,而不是醫院和復健中心使用的那種外骨骼。我們的目標就是支撐人們的日常生活。我相信,我們的使命是創造一個殘障人士和高齡者都能夠自己自由行走和行程的世界。」

作者:板倉君枝
圖片:除第一張圖片外,所有圖片均由BionicM提供
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