從專利解讀大白離我們還有多遠(yuǎn)

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

 

（圖1：超級(jí)陸戰(zhàn)隊(duì)的Baymax顛覆了護(hù)理機(jī)器人的傳統(tǒng)形象）

充氣式設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù)

傳統(tǒng)上，機(jī)器人總是出現(xiàn)在遠(yuǎn)離人們?nèi)粘Ｉ畹膱?chǎng)合中，它們只是替人們處理繁重、重復(fù)、枯燥的工作，像是在流水線上組裝機(jī)械、在危難時(shí)刻搶險(xiǎn)救災(zāi)。機(jī)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(jī)器人直接參與人們的生活過程，但仍然在實(shí)現(xiàn)上繼承了工業(yè)機(jī)器人的鋼筋鐵骨、無堅(jiān)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(shè)計(jì)這個(gè)軟軟的、暖暖的超萌形象，還要?dú)w功于哈佛大學(xué)的一項(xiàng)技術(shù)發(fā)明。據(jù)導(dǎo)演Don Hall透露，他們是在造訪哈佛大學(xué)時(shí)發(fā)現(xiàn)了一款可充氣的機(jī)器人手臂。

哈佛大學(xué)在2010年提交的一份專利介紹了這款機(jī)器人手臂的結(jié)構(gòu)。這是一個(gè)原理非常簡(jiǎn)單的機(jī)器人設(shè)計(jì)。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(dāng)彈性體的各側(cè)壁選擇不同形變系數(shù)的材料時(shí)，可以控制形變發(fā)生的方向和幅度。當(dāng)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(shí)，就構(gòu)成了一個(gè)完整的功能模塊。這個(gè)主要由硅膠構(gòu)成的功能模塊就是Baymax的設(shè)計(jì)原型。

（圖2：哈佛大學(xué)的美國(guó)專利申請(qǐng)第13/885967號(hào)的結(jié)構(gòu)示意）

充氣式機(jī)器人的優(yōu)勢(shì)是可以提供輕柔的操作，適合對(duì)精細(xì)物品進(jìn)行操作；而且可以通過充放氣來改變機(jī)器人的體積，適應(yīng)不同形狀的工作環(huán)境。在專利提供的試驗(yàn)圖片中，我們可以看到一只直徑大約14厘米的充氣式機(jī)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?jiān)趹阎校駱O了被抓在半空的小白鼠。

（圖3：Baymax的形象設(shè)計(jì)是有充分科學(xué)依據(jù)的）

充氣式設(shè)計(jì)在材料和結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)，使Baymax可以避免在接觸和護(hù)理中對(duì)人造成的傷害風(fēng)險(xiǎn)。這樣看來，迪斯尼公司對(duì)護(hù)理機(jī)器人的理解是有充分的科學(xué)依據(jù)和現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)的。

智能和醫(yī)療的路有多長(zhǎng)？

從《超級(jí)陸戰(zhàn)隊(duì)》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(dāng)今流行的智能機(jī)器、移動(dòng)醫(yī)療兩個(gè)科技概念密切相關(guān)。既然Baymax的充氣式結(jié)構(gòu)是可以實(shí)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(jì)通常是基于對(duì)專利的分析而實(shí)現(xiàn)的。但由于疾病的治療技術(shù)因?yàn)椴荒苌暾?qǐng)專利而無法統(tǒng)計(jì)，所以我們通過對(duì)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(yùn)動(dòng)特征）的測(cè)量技術(shù)為代表做對(duì)比途徑。

通過對(duì)美國(guó)、歐洲、中國(guó)授權(quán)的發(fā)明專利進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(jī)器人對(duì)生理參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。盡管這個(gè)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(duì)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(jī)器人產(chǎn)業(yè)中。如果沒有專利技術(shù)的支撐，這個(gè)高科技含量的行業(yè)產(chǎn)業(yè)化的路途會(huì)非常漫長(zhǎng)。

在智能機(jī)器方面，根據(jù)Gartner在2014年中發(fā)布的預(yù)計(jì)，智能機(jī)器、自然語言理解、智能咨詢、移動(dòng)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(shí)間。這些都是實(shí)現(xiàn)護(hù)理機(jī)器人的感知能力、理解能力和行動(dòng)能力所必需的技術(shù)。

蘋果手表、谷歌眼鏡為護(hù)理機(jī)器人鋪路

技術(shù)的障礙總會(huì)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(xí)慣，人們通常傾向于保留個(gè)人隱私，而不適應(yīng)長(zhǎng)期暴露在鏡頭之下。而攝像頭作為護(hù)理機(jī)器人的“眼睛”，總是對(duì)它的主人進(jìn)行時(shí)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(xí)慣。

在解決這些問題方面，可穿戴設(shè)備可以為護(hù)理機(jī)器人進(jìn)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(huì)向人提出健康分析之類的生活建議。這會(huì)改變?nèi)藗儗?duì)機(jī)器的接受程度，而這將加速護(hù)理機(jī)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(xí)慣時(shí)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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