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外骨骼康复机器人

申报人:陈扬帆 申报日期:2021-01-13

基本情况

2021校院级项目管理
外骨骼康复机器人 学生申报
创业训练项目
工学
仪器类
学生自主选题
一年期
目前,在医疗健康领域,将智能机器人技术与康复医疗进行结合并应用于医疗与功能康复等多个方面,已经成为当前非常重要的研究课题。外骨骼康复机器人的研制作为康复医疗中的一个重要的研究向,其包含了很多领域,拥有相当大的实用价值和市场价值。现在,外骨骼康复机器人凭借其方便、可靠、精确的对数据进行测量与反馈等优点,对有运动功能障碍的患者可以进行有效的辅助康复医疗,使广大患者可以回归正常生活。

1.指导教师对本项目进行指导,监督,督促着小组成员按照规定计划完成既定任务。

2.对本项目提出合理的方案和建议,使本项目更具有丰富性,可靠性和相关性。

3.在项目实施过程中帮助小组调查资料、数据分析。

校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
陈扬帆 机械与电气工程学院 电气工程及其自动化(本科) 2019 方案提供加分析
陈卓 机械与电气工程学院 电气工程及其自动化(本科) 2019 信息汇总编写报告
李军伟 机械与电气工程学院 机械设计制造及其自动化(数控技术)(本科) 2017 技术支持
强雨柔 计算机科学与工程学院(软件学院) 软件工程(本科) 2019 预算分析
贺中豪 文学与新闻传播学院 新闻学(本科) 2019 信息搜集

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
陈亚男 机械与电气工程学院

立项依据

行业背景与发展趋势?

外骨骼机器人是一种结合了人的智能和机械动力装置机械能量的人机结合的可穿戴装备。外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、移动计算的综合性技术,核心部分包括构造材料、能量源、控制、驱动和生物机械学等。外骨骼机器人能够在保证人体各种动作与机械之间协调性的前提下,使人类的力量成倍数放大,既实现负重长途行军和搬运、完成侦察、作战、运输等任务,也可以协助躯体力量不足的使用者进行运动和康复。

市场前景
  近年来随着机器人技术、人工智能技术、计算机技术、传感技术、先进控制技术、生物医学等的发展,康复机器人技术也在不断创新。外骨骼式康复机器人作为辅助功能障碍患者进行康复训练的新技术,得到了学术界、产业界及临床康复界等的广泛关注。中国非常重视康复产业的发展,《国务院关于加快发展康复辅助器具产业的若干意见》中提出预计至2020年康复辅助器具产业规模将突破七千亿元;《前瞻产业研究院服务机器人行业报告》显示,康复机器人销售额从2015年的5.77亿美元,上升到2016年的7亿美元左右,预计2020年将达到17.3亿美元,具有非常可观的市场前景。

面向老年人,脑卒中后遗症、残疾人等肢体活动受限的人群,为帮助其恢复正常的肢体运动,研制穿戴式外骨骼机器人,不仅能够提高人们的工作和生活质量,同时减轻了护理人员的工作量,这将在一定程度上缓解我国护理人员紧缺的状况。由于医疗康复机器人直接服务于人民日常生活,它的应用将产生重大的社会影响和社会效益,具有广阔的产业化前景。

竞争优势与劣势

SWOT分析:

1.优势与劣势分析(SW):

S(strengths)——优势:

①价格:我们主要打造的是亲民价格的康复外骨骼产品以及康复智能体系,更能抢占市场份额,同时更容易被大众接受以及消费水平更贴近目前国人的生活水平。
   ②产品定位:相比于目前市面上已出现的康复外骨骼具有极大的个人定制性,我们希望打造的是可以大众普遍使用的甚至是可以共享的产品。

W(weaknesses)——劣势:

①技术:目前关键技术发展不成熟导致产品仍然停留在实验室阶段无法进一步市场化

②成本:因为材料以及研究经费等问题,成本高昂,要实现大的创收以及资金回笼周期所需过长,所以对资金链的稳定又较高要求

2.机会与威胁分析(OT):
O(opportunities)——机会:

①政治:中国非常重视康复产业的发展“《国务院关于加快发展康复辅助器具产业的若干意见》中提出预计至2020年康复辅助器具产业规模将突破七千亿元;”同时,《中国制造2025》规划明确指出,要围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等工业机器人、特种机器人,以及医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求,积极研发新产品,促进机器人标准化、模块化发展,扩大市场应用”;国家及政府对于康复相关产业大力支持并且有十分明显的政策倾斜,同时康复外骨骼又作为高新技术产业是国家大力鼓励的产业,甚至可以辐射其他产业的结构转型升级,同时目前该产业需要众多高校的合作,符合国家深入“校企合作”的战略;

②社会:“根据全国老龄委办公室提供的数据,截至2017年底,我国60岁及以上老年人口已达2.41亿人,占总人口的17.3%,2033 年前后将翻番到4 亿,平均每年增加1000 万人,最高年份将增加1400 多万人。到2050 年左右,老年人口将达到全国人口的三分之一根据第二次全国人口普查,我国残疾人口数量达8524万人,其中肢体残疾为2472万人,占残疾总人口比重为29%,是残疾的最主要类型2017年《中国脑卒中防治报告》公布的数据显示,我国每年约有246万脑卒中新发人群,并以每年8.7%的速度持续上升。其中高达75%卒中幸存者存有着不同程度的运动功能障碍;”——面向老年人,脑卒中后遗症、残疾人等肢体活动受限的人群,为帮助其恢复正常的肢体运动,研制穿戴式外骨骼机器人,不仅能够提高人们的工作和生活质量,同时减轻了护理人员的工作量,这将在一定程度上缓解我国护理人员紧缺的状况。我国面临的人口老龄化的严峻形势,老年人护理问题将变得严重。医疗外骨骼机器人能帮助老年人重新获得自理能力,极大的减轻社会家庭的负担,可以解放一个家庭更多地劳动力。医疗康复机器人直接服务于人民日常生活,它的应用将产生重大的社会影响和社会效益。 

③市场:市场广阔,同类别产业尚未发展起来,市场离饱和有很大距离。同时一旦突破技术瓶颈以及完成大众的认知的普及,我们相信市场回报率会相当高。

④终极目标是打造康复智能体系的“物联网+”,属于社会时代潮流的超级前沿。

⑤我国5G技术的迅速发展,使得我国的云端等服务的发展比国外有更好的发展基础,对于康复外骨骼及康复智能体系的辐射作用明显。
T(threats)——威胁:

   如果外骨骼机器人康复项目不能纳入医保,那么其商业化推广就很难进行。

   由于年龄的增长、意外事故以及疾病等原因,人们的一些行为能力慢慢衰退以至于最终丧失,这也使得世界各国的医疗研究人员将积极研究使患者重获正常行为能力的康复疗法。有数据显示,在脑卒中后3个月,约有1/3幸存的患者不能恢复正常的行走功能,只能以不对称的步行姿态进行走路,其步行速度和耐力也渐衰退。目前对神经系统所引起肢体功能障碍的恢复治疗主要由治疗师一对一或多对一的对患者进行训练,对高强度、有针对性和重复性的康复训练要求现在难以实现。同时人工所采取的训练成本较高,康复评价大多为主观评价,对于治疗效果不能够实时监测。
   因此,如何通过有效的康复疗法来改善患者的行走功能,提高其生活自理能力,以最快的速度回归社会成为了当前热门的研究。目前,在医疗健康领域,将智能机器人技术与康复医疗进行结合并应用于医疗与功能康复等多个方面,已经成为当前非常重要的研究课题。外骨骼康复机器人的研制作为康复医疗中的一个重要的研究向,其包含了很多领域,拥有相当大的实用价值和市场价值。现在,外骨骼康复机器人凭借其方便、可靠、精确的对数据进行测量与反馈等优点,对有运动功能障碍的患者可以进行有效的辅助康复医疗,使广大患者可以回归正常生活。 

   20世纪80年代,美国、英国和加拿大等有限的几个大国对外骨骼机器人进行研究,吸引了全世界医疗人士的关注,外骨骼机器人开始进入康复医疗领域。20世纪90年代初,56个外骨骼康复机器人研究中心已经遍布全球,主要分布在日本、欧洲北美地区。1996年,德国柏林自由大学成功研制机械式步态康复训练器。2000年,美国成功研制一种运用传感设备来测量运动学和力学参数并由机械臂引导患者下肢运动的康复的机器人。

优势:

①价格:我们主要打造的是亲民价格的康复外骨骼产品以及康复智能体系,更能抢占市场份额,同时更容易被大众接受以及消费水平更贴近目前国人的生活水平。

②产品定位:相比于目前市面上已出现的康复外骨骼具有极大的个人定制性,我们希望打造的是可以大众普遍使用的甚至是可以共享的产品。


公司起步阶段从融资开始,尽力吸引投资人的青睐。同时由于现阶段外骨骼技术多停留在实验室阶段,我们计划通过与高校合作获取技术层面指导。其次通过开设体验馆等项目进行产品的推广及宣传,让我们的产品逐步为大众所了解和接受。最终我们希望通过构建康复智能体系的产业生态链,与其他公司合作构建康复智能体系的”物联网+"

开设体验馆,让客户体验外骨骼技术。
下肢康复机器人、手部外骨骼机器人等一系列康复,通过机器人系统提升康复训练的效率和效果机器人助力康复,
基于临床大数据使用人工智能辅助训练、量化评估,
“云端-机器人-人体”信息互联远程康复体系、云端智能决策;
应用于工业领域外骨骼突破人体极限,减少疲劳损伤;

(1)股份募资

(2)项目融资
寻找风险投资

根据前面对于市场前景的分析可知该项目市场潜力很大,预计市场规模可达数千亿元

从研发到应用,目前外骨骼机器人已经走过了第一个百年。外骨骼机器人也从最初的军用领域,开始在医疗、工业、物流等领域零星有所应用,包括美国的Ekso Labs、Barrett Medical以色列的Rewalk、英国的Rex Blonics Limited、日本的CyberDyne、松下的外骨骼机器人等都是位于行业领先位置的企业。其中,必须介绍着名的以色列外骨骼公司ReWalk,公司由Amit Goffer博士主导设计。1997年他因车祸导致四肢瘫痪,亲身经历激发出产品灵感,2001年主导成立 ReWalk的前身Argo医疗科技公司。ReWalk在2014年拿到FDA批准,是第一个获得FDA批准的外骨骼机器人产品,也打开了外骨骼技术应用的新大门。

相对于临床效果非常清晰的微创手术机器人(达芬奇机器人类),外骨骼机器人还有很大的想象空间,并且有贴近消费级产品的选项。从技术角度来说,康复类的外骨骼机器人研发门槛较低,同时属于2类医疗器械,注册门槛较低;辅助行走类外骨骼机器人的性能受到技术的限制;而手术机器人技术研发门槛较高,属于3类医疗器械在国内注册门槛和周期都很长,因此对比来说手术机器人适合大公司开发,而外骨骼机器人适合创业公司,因此外骨骼机器人在中国得到爆发并不奇怪。

在前沿技术上,现阶段,西安交大、帝国理工、墨尔本大学也都有在做脑电方面的研究,而香港理工,则专注于经颅磁刺激和外骨骼机器人相结合的研究,这些都是目前世界上神经康复和机器人康复领域中非常前沿的方向。尽管如此,我国康复医疗产业还处于发展初期阶段,即使部分已经获得各类医疗认证的外骨骼机器人,更多企业仍将大部分精力投入在这些医疗外骨骼机器人研发上,真正商业应用的产品主要还是在关节康复设备上,诸如傅利叶智能的腕关节、踝关节康复设备,迈步机器人的手部康复设备等。这些产品目前主要也是与医院合作(或租或卖)。

随着材料等问题的攻克,外骨骼机器人最终能够价格不断下降,最终实现数万元甚至数千元的量级,这时候市场无疑将迎来一个巨大突破。而如果能把外骨骼机器人卖成普遍性的服装,或许人类探索未知的宇宙,也就不再是遥不可及的梦想。

公司起步阶段从融资开始,尽力吸引投资人的青睐。同时由于现阶段外骨骼技术多停留在实验室阶段,我们计划通过与高校合作获取技术层面指导。其次通过开设体验馆等项目进行产品的推广及宣传,让我们的产品逐步为大众所了解和接受。最终我们希望通过构建康复智能体系的产业生态链,与其他公司合作构建康复智能体系的”物联网+"


营销策略

1)营销目标

①创业初期:开设体验馆,基本实现收支平衡
②创业中期:抢占一定的市场份额,实现一定的盈利
③创业终极:完善整个康复智能体系的产业链,上市创收。

2)“4P”原则的营销分析

产品(product):
①开设体验馆,让客户体验外骨骼技术。
②下肢康复机器人、手部外骨骼机器人等一系列康复,通过机器人系统提升康复训练的效率和效果机器人助力康复,
③基于临床大数据使用人工智能辅助训练、量化评估,
④“云端-机器人-人体”信息互联远程康复体系、云端智能决策;
⑤应用于工业领域外骨骼突破人体极限,减少疲劳损伤;
价格(price):
1、目前,外骨骼的市场价格基本在60万~100万,但根据后期解决了技术问题和材料问题,可以实现成本的大幅降低,初步预计外骨骼的价格在10万左右实现产品的市场化。
2、前期主要创收方式为体验馆的收费,(参照VR体验馆),正常人的体验可以为一次50元/30分钟,支持会员制可以充值多次体验优惠;对于符合条件的需要康复的亚健康人群和患者,我们可以作为康复治疗的配合手段,按照康复疗程和阶段进行收费(预期与医院的康复治疗收费标准一致,该服务参照目前居民医疗上康复治疗的报销方式)。
3、后期可以实现产品的市场化、普及化,提供租赁、售卖进行创收。
分销渠道(place):
线上线下相结合。
前期主要为线下体验店的体验收费、会员制的充值收费,运用外骨骼技术辅助的康复治疗(接受线上的预定,开放线上平台的渠道——如美团可以进行体验服务的购买)
后期有线下体验店产品的销售,还有线上电商平台的销售。
推广(promotion):
①期望和花呗、京东白条等达成合作,支持分期支付。
②通过参加中国人工智能机器人峰会等以及成为某些博览会如:中国国际医疗器械博览会等,进一步扩大产品影响力和品牌知名度。
③目前市面主打的为高度为个人定制的外骨骼,我们侧重于平民的大众的外骨骼产品,可以实现共享产品的消费方式。
④开设体验馆, 扩大民众对于产品的认知。

风险及策略

1.技能不足风险。我们还未从象牙塔走出来就开始进行创业,我们的年龄、阅历、心理等与有社会经验的人相比处于劣势。创业本身是一个复杂的系统工程,市场不会因为我们是学生就网开一面,在单纯的校园环境中成长起来的我们,在面对社会和市场时,比有社会经验的人更容易迷失和迷茫,思考问题理想化,对困难估计不足。另外,我们还缺乏创业必备的知识和能力,不了解创业的相关政策法规,也没有在相关企业的工作、实践经历,缺乏能力和经验。同时,这种缺乏不仅仅是表现在职业技能、技术、管理等方面,还同时表现在人生阅历、心理承受等方面。

2.环境风险。创业环境与创业活动是相互作用的,对创业的成败起着决定作用。不管是企业还是个人都处于一定的环境之中,如社会环境、企业治理环境、政治环境等。这些环境的变化,都会对我们的创业造成较大的影响,这种影响尤其表现在创业的中后期,其一旦发生,对企业的危害都是致命性的。尤其是高技术产品的创新活动。而我们的外骨骼项目就属于这一类型。

3.资源风险。这里所说的资源风险主要是由于社会资源贫乏而产生的风险。社会资源是企业以及个人在社会上获得成功的重要因素之一,越是社会资源广泛,其获得成功的可能性就越大,因为企业作为社会企业类公民,需要与各方进行沟通和联系,如政府、社会团体、供应商、销售商等等,企业的所有工作都需要调动足够多的社会资源。然而,我们的社会资源亳无疑问是相对的少。所以,我们实施创业时,在宣传广告、市场营销、工商税务等方面将会遇到很多挫折和困难,在面对这些困难时,可能会显得一筹莫展,并会为此而耗费大量精力、物力以及人力。

4.财务风险。财务风险是指因资金不能适时地筹集和供应而导致创业失败的可能性。可以说,财务风险贯穿在创业活动的整个过程。足够的资本规模,可以保证企业投资的需要,合理的资本结构可以降低和规避融资风险,融资方式的妥善搭配,可以降低资本成本。创业资金主要来源于家庭支持、银行贷款、风险投资、典当融资、股权融资和融资租赁等渠道其中,除去家庭支持外,其他资金来源渠道的获得途径都需要- -定的资质和担保,这对于刚进行创业的我们而言,是非常困难的,因为不管是银行,还是风险投资担保机构,都需要有实业或者其他企业机构的担保。当今社会,空手套白狼的创业奇迹越来越少,如果没有广泛的融资渠道创业计划无从谈起;如果没有足够的流动资金,很可能会导致在创业初期就遭遇失败。因此,财务风险普遍是创业前期的命门。

5.管理风险。创业管理风险是指:在创业管理运作过程中因信息不对称、管理不善、判断失误等影响管理的水平,而导致创业失败的风险。企业的管理不仅仅需要知识,还需要阅历,需要在平常的工作中日积月累而形成的经验。我们知道的管理方式大部分是来自于书本,过于理想化。

销售预算:

项目

预算

备注

企业管理及职工费用

100000

具体依实际情况而定

产品自销费用

50000

具体依实际情况而定

销售部门费用

50000

具体依实际情况而定

门店费用

200000

具体依实际情况而定

咨询费

150000

具体依实际情况而定

诉讼费

20000

具体依实际情况而定

税金

50000

具体依实际情况而定

生产技术费用

1000000

具体依实际情况而定

损失与准备费

100000

具体依实际情况而定

其他费用

50000

具体依实际情况而定

 

项目

预算

备注

预计销售量(件/月)


 

产品1

100

具体依实际情况而定

产品2

50

具体依实际情况而定

预计销售价格(元/件)


 

产品1

100000

具体依实际情况而定

产品2

120000

具体依实际情况而定

销售收入

 

 

产品1

9000000

具体依实际情况而定

产品2

500000

具体依实际情况而定

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 2000.00 购买材料进行简易制作 初步实现项目 1000.00 1000.00
1. 业务费 0.00 0.00 0.00
(1)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(2)会议费 0.00 0.00 0.00
(3)差旅费 0.00 0.00 0.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 0.00 0.00 0.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 材料费 2000.00 制作简易的外骨骼材料费用 1000.00 1000.00
结束