仿生義肢的革命性突破

完全彌補殘疾之不便：這是 Revival Bionics 的使命。經過兩年的努力，這家新創公司成立於 2021 年，致力於開發生物機電整合尖端技術，旨在讓因下肢截肢或癱瘓之病患重拾行走能力。Revival Bionics 的第一個產品是一款專為膝下截肢病患開發的推進式足部義肢，為此，他們一直在尋找最好的材料。maxon 的產品品質和團隊的專業能力說服了這家新創公司，因此為其義肢的推進系統採用了 maxon 產品。我們在此回顧這一段成功的合作關係。

 

完全彌補殘疾之不便。

時至今日，即便現有科技發達，但仍然無法使下肢截肢或癱瘓人士 100% 重獲行走能力。Revival Bionics 公司的執行長非常瞭解這個事實，因為他在 2018 年受到這種殘疾的影響。Guillaume Baniel 希望利用他作為工程師的經驗來創造一種推進式矯具，以彌補他癱瘓的左腿。「儘管我的輔助醫療團隊大力參與，但我還是意識到，至今仍沒有令人滿意的假肢能夠完全彌補我或是截肢者的殘疾。作為一名擁有達利斯集團 (Thales) 工作背景的康比涅技術大學 (UTC) 工程師，我想我應該能夠設計出更好的裝置，」Revival Bionics 的執行長如此回憶道。經過一年的復健，他對市場上唯一最先進的仿生義肢產生了興趣：由著名登山者 Hugh Herr 所開發的義肢，這位設計者自己本身是兩腿截肢，現在是麻省理工學院媒體實驗室的生物機電整合小組的負責人。

問題在於：若這些仿生義肢真的有值得存在的優點，但也會止於每一步所發出的尖銳噪音和令人不適的僵硬性。因此，Revival Bionics 決定重新調整其計劃，改為設計一款膝下截肢人士專用、舒適且安靜的推進式足部義肢。

「在醫院裡，我經常遇到不到 30 歲的年輕人，他們可能必須和不舒服的義肢共度一生，但這些義肢卻只能彌補不到 50% 的殘疾。想像一下若近視的人也是如此：這就像他們一輩子都必須戴著會使視力更加模糊的眼鏡，而不是戴上可以矯正視力的眼鏡。」

Guillaume Baniel 借助兩個技術關鍵，發明了一種新架構，用來打造更精實的自主式義肢。一旦他完成了計劃的設計之後，他就加入了里耳 Eurasanté 育成中心，並在 2021 年成立了 Revival Bionics。秉持著對機器人的熱愛和對殘疾彌補計劃的敏感度，Nathan Girard 也很快地以技術長的身份加入了這場冒險。 

 仿生義肢：馬達的關鍵角色

不像僅採用簡單碳纖維彈簧製成的被動式產品，Revival Bionics 所開發的仿生義肢具有推進能力，裝有一顆馬達和人造跟腱（又稱阿基里斯腱）。馬達為行走動作提供推進力，減輕了邁步時的負擔，同時也保護另一條腿的腳跟不會用力撞擊地面。馬達推進力有助於減少骨關節炎現象，使整個邁步過程更舒適，使患者的殘肢不會那麼容易僵硬。

「具體而言，我們今天提供的是一隻透過插口穿戴、可以正確行走的腳，而且你不需要去影響它。我們的想法是，病患要做的就只是邁開步伐，」Guillaume Baniel 解釋道。為了能夠重現流暢步行，Revival Bionics 必須克服許多技術上的挑戰，才能在硬體和軟體方面均提出具競爭力的產品：

• 設計出一個義肢機械結構，以獲得精實且安靜的裝置。
• 能夠控制這個機械結構，必須歸功於重現步行的演算法。

換句話說，技術上的挑戰在於創造一個尺寸合理的電機整合式人工踝關節的可行性，同時為病患帶來功效和自主性。「這類產品的需求量很大，因為人類足踝是一個極為複雜但也非常強大的關節。也因此它在邁步過程中提供推進力，讓日常生活中的行走動作如此流暢有效。為了達到期望的功效，我們必須使用效率最高的材料：鈦、鋁、碳纖維，」Revival Bionics 的執行長說。

 

maxon 的 EC60 Flat 驅動仿生義肢

在生物電機整合技術中，對於體積精簡和電壓位準有著很高的要求。由於電池尺寸必須合理，Revival Bionics 無法使用像外骨骼裡的電壓 (48V)。「在這樣的電壓位準上維持性能，對工程師來說是很簡單的事，然而僅以低電壓來為病患服務，就是技巧問題了。為此我們有一個內部術語——硬體工藝，」執行長說。

性能、自主能力、結構精實、轉矩、噪音......馬達的選擇顯然非常重要。在對多款不同馬達做出評估之後，Revival Bionics 很快就發現 maxon 的 EC 60 Flat 盤式馬達是市面上的最好選擇。

「maxon 產品的品質和供應速度讓我們能夠快速進展，還有他們團隊的專業知識和在上游階段的配合程度，都是支持我們的選擇的最佳論點。EC 60 Flat 盤式馬達所產生的高轉矩讓我們能夠為病患帶來益處。除此之外，馬達的低轉速和結構也大幅低降了噪音，」Guillaume Baniel 表示，並繼續說，「我們也充分利用了 maxon 的線上商店來快速獲得馬達，同時也尋求 maxon 團隊的支援。最後，供應情形方面非常順利，我們因此能夠專注在創造價值上。」

最重要的是，Revival Bionics 的執行長很高興能夠找到一個現成的產品，協助他更快開發出「最簡可行產品」，然後再根據市場反應來進行改善：「當你看到現有產品的品質，你不會質疑 maxon 是否有支援未來的能力！」

仿生義肢：競爭力和可取得性之間的平衡困難

為了讓這套裝置盡可能易於取得，義肢的定價政策是很重要的一點。「對於這種創新裝置，在剛開始上市時必須採取高價策略，以確保公司在投資人前的利益率。因此，我們的義肢會先提供給所謂的保險病患。透過這些首批銷售，我們的裝置將擁有完整臨床研究的所有合法性，然後可以逐漸擴大供應，特別是對於佔截肢者 60% 的糖尿病患者，」Guillaume Baniel 表示。

Revival Bionics 也計劃將義肢提供給大部份的男性和女性。的確，市場上的義肢產品尺寸大多數自 40 號 (25 cm) 起，但女性的平均尺寸卻是 37 - 38 號 (23 cm)。

在未來，這家新創公司也希望能夠打入兒科市場，為出生時便失去外肢以及因罹患癌症而必須截肢的兒童提供義肢。這是一項重大挑戰，因為義肢和軟體都必須適應年輕患者的成長情形。為了落實這個計劃，尤其是從經濟方面來看，Revival Bionics 計劃與相關協會密切合作。

同時，Revival Bionics 也很自豪能夠贏得首座上法蘭西大區大獎賽的冠軍獎盃。這項比賽由 BPI 銀行於 1999 年首度舉辦，主辦單位是法國高等教育、研究暨創新部，每年都會從 23,000 多件申請中選出 10 個最佳創新科技公司專案。這對於一個商業專案是非常大的鼓勵，我們相信它將會走得更遠！

Revival Bionics 的下一步是什麼？隨著其示範產品展示了所預期的成果，這家新創公司正在籌募資金，以進一步開發產品並最終獲得歐洲合格認證。maxon EC 60 Flat 盤式馬達將整合在這個商業解決方案中，Revival Bionics 也打算請 maxon 參與未來的開發。

更多資訊：https://www.revivalbionics.fr/

 

第一款示範產品的影片，即時重現步行者的足部動作：

 

Guillaume Baniel，Revival Bionics 執行長，參加 2022 年 maxon 法國的 SIDO 圓桌會議。

探討 Revival Bionics 仿生義足的奧妙設計！

maxon 集團將於 9 月 14 日下午 3:30 至 4:15 在 SIDO 舉辦圓桌討論會，主題為「人類運動——仿生學帶來的新可能性：生物電機整合解決方案的精確性和個人化。」歡迎來到里昂會議中心。

同時也認識另外兩位圓桌講者、人類運動和機電整合技術領域的所有專業人事。這將是（再次）發現 Smart Arm 團隊技術實力的好機會；Smart Arm 團隊是 2022 年 Cybathlon 人造人挑戰賽的冠軍，也獲得了 maxon 法國所支持的高等礦業學校 AIMove 碩士學位就讀機會，目前正在錄取程序當中。

• Nathanael Jarrassé：CNRS 機器人技術與生物工程研究員，索邦大學智慧系統與機器人研究所，Smart Arm。
• Alina Glushkova：研究工程師，國立巴黎高等礦業學校，CAOR 機器人中心與 AI Move 碩士班。

在此免費索取您的 SIDO 入場券。邀請代碼：E-LY22MAX