按摩理疗机器人应用现状及展望

刘志龙 杜加军 李俊桦 陈超 李义凯,3*

1 深圳市灵手科技有限公司 （广东 深圳 518000）

2 南方医科大学中医药学院 （广东 广州 510515）

3 南方医科大学第三附属医院中医骨伤科 （广东 广州 510630）

内容提要： 传统中医理疗过度依赖人工的特性使其面临专业医师稀缺、人工成本高等问题，按摩理疗机器人应运而生。文章概述国内外具有代表性的几款按摩理疗机器人的功能特点，分析国内按摩理疗机器人行业现阶段存在的问题，并展望按摩理疗机器人的发展，以期为本行业的发展提供一定的参考思路。

随着我国人口老龄化进程和人们健康意识的增强，大健康产业已成为行业发展的新“风口”，人工智能正在向健康产业不断渗透发展。同时，人口老龄化是一个全球性问题，在许多国家，老年人身体健康的恶化已成为一个社会经济问题。一项研究提示，2012年超过60岁的人口占到全球人口的11.5%，而2050年这个数值将达到双倍之多，甚至一些地区（包括中国及一些欧洲国家）将达到30%以上[1]。除了人口老龄化问题日趋严峻，老年患者急剧增加外，大量长时间保持坐姿工作的年轻人，也容易产生疲劳过度，青年患者也日趋增多[2-4]。康复理疗作为解决当前主要社会亚健康人群和慢病人群预防疾病、促进健康的重要手段，被国家大力推广并纳入卫生服务保障体系。近两年，国内外随着协作机器人、机器视觉和力传感器等技术的不断进步，已经发展出很多融合了人工智能、机器人动力学及康复医学等学科知识的理疗类机器人产品，来取代一个又一个以前只能专业理疗师才能够完成的工作岗位，来减轻理疗师的体力负担，降低人工成本。本文重点介绍世界范围内比较有代表性的几款按摩理疗机器人并进行分析，最后对按摩理疗机器人的发展进行总结与展望，以期能为本行业的发展提供一定的指导意义。

1.国内按摩理疗机器人的发展现状

1.1 灵手LSCURE

灵手LSCURE的理疗机器人可以根据选择不同的理疗组件（理疗头）配置成功能不同的理疗机器人。可以选配的组件有艾灸理疗头、超声理疗头、冲击波理疗头、射频理疗头、负压理疗头等。可广泛应用于康养领域（如理疗连锁店、中医馆等）、科研领域（如教育研究、机器人应用等）以及个人消费（如高端私人定制）等。

1.1.1 艾灸理疗机器人

艾灸理疗机器人（图1）配备万向轮，可随时方便移动；同时带有刹车固定功能。融合协作机械臂、艾灸理疗头、视觉系统、显控系统、柔性力控系统、功能按键等模块形成有机整体。

图1.艾灸理疗机器人

灵手艾灸理疗机器人操作智能化，通过显控选择手法即可启动理疗，结束之后自动复位，全程无需人为干预。通过视觉系统对人体理疗区域进行3D扫描建模和深度数据拟合，进行人体空间重构系统，并根据数据库提供个性化、精准的艾灸康养方案，基于机器人运动学以及人体空间数据，实现路径规划，自动生成理疗轨迹。根据疗程设置理疗时间开始理疗，理疗全过程可通过显控实时反馈进度，如按摩力度、速度、理疗时间等。灵手艾灸理疗机器人搭载高精度力控系统，模拟人工理疗师行刮痧和推拿动作，力度可精确到0.1 N，可实现回旋灸、往复灸、雀啄灸等多种艾灸传统技术。

1.1.2 LSCURE理疗机器人

LSCURE理疗机器人（图2）是在艾灸理疗机器人的基本配置上，结合人工诊断，集合专家手法，自动生成机械臂按压动作，利用理疗头通过理化效应促进人体病变组织局部血循环、加强新陈代谢、影响生物活性物质含量的优于传统人工理疗的智能机器人。

图2.LSCURE理疗机器人

1.2 秀域

1.2.1 秀域超V热动力人工智能AR机器人

2020年9月15日，全部知识产权、全部国产化的秀域超V热动力人工智能AR机器人（图3）上市。超V热动力人工智能AR机器人由协作机器人、可移动式底座、视觉系统、力控系统、温控系统、远红外线诊疗、大数据系统、店面管理系统及射频热动力设备的完美结合，具有人工智能诊疗、自动记忆并优化千人千面的服务方案。超V热动力人工智能AR机器人使用国内的遨博柔性协作机械臂，通过移动底座与按摩床进行空间位置上的配合；利用视觉系统对用户进行简单的人体重构，得出合理按摩理疗区域；通过远红外线诊疗系统，对按摩理疗人体扫描，生成热力图进行数据对比，自动提供检测报告。然后根据预存的各类亚健康改善方案进行选择，选定方案后对生成的按摩轨迹进行适当性调整，因人而异地调整初始按摩力度和温度，在按摩过程中因力控系统和温控系统的存在，所以有稳定力度控制和温度控制，实现了在用户身体上做到比较柔顺的、温和的按摩理疗。

图3.超V热动力人工智能AR机器人

超V热动力人工智能AR机器人的优势还在于其能够实现大数据计算呼吸频率，保证全程调理方案一致；搭配店面管理系统，高标准服务，不受操作人员的影响，且比人工操作效果加倍。从而实现每上升1°C基础温度，血白细胞活性提高30%，免疫力提升5～6倍的效果。

1.2.2 秀域小通机器人

在超V热动力人工智能AR机器人的基础下，2021年秀域推出代替人工的智能祛痛仪器—秀域小通机器人（图4）。秀域小通机器人是由倪光南院士团队研发获得若干专利，利用声波的原理，通过力量将粘连点打开，从而疏通经络、松解筋膜。小通机器人还搭配有光合智能探头并发出特定波长的LED光，刺激肌肉产生码啡肽，能够改善肿胀、缓解疼痛。一个课程1.5万发，相当于10年技师3h的服务，比人工渗透更深、力度更大、更沉稳，见效快且安全舒适。

图4.秀域小通机器人

1.3 钧控

钧控智能艾灸机器人继承了古法灸法的操作方式和手法，保障艾灸的功效，同时合理运用人工智能、机器人和大数据等技术，在解决烟味、人工占用等痛点问题的基础上，结合舌诊仪智能分析提供更个性化、更精准的艾灸康养方案，满足新时代人们对健康的更高需求。钧控艾灸机器人由机械臂、操作显控系统、激光红外定位系统、模块化艾灸头、自动清烟系统、数字化康养管理系统等部分组成。钧控推出的艾灸机器人有由4自由度机械臂搭建适合人体平坦部位穴位的JFR-4艾灸机器人和6自由度机械臂搭建全方位适应人体曲面的JFR-6艾灸机器人（图5）。

钧控机器人通过其公司产品智能舌诊仪判断出客户自身的病症，为客户推荐精准的服务项目。钧控门店管家根据选择的项目，将标准灸程一键下发至技师和指定机器人，技师根据灸程在艾灸机器人的操作显控系统上操作，利用机器人上两个激光红外点进行虚实结合定位，快速地为客户进行艾灸，可在显控系统上实时查看服务进度和设备状态。该机器人可搭载高精度机械臂、距离传感器和温度传感器为人体进行安全保护。

1.4 热敏灸机器人

热敏灸技术是在继承传统艾灸疗法的基础上，通过悬灸热敏态穴位激发热敏灸感和经气传导，并施以个体化的饱和消敏灸量的艾灸新疗法，是中医药传承精华、守正创新的结晶[5]。热敏灸技术具有不用针、不接触人体、安全有效、适应证广、成本较低、无毒副作用等特点[6]。

人体在疾病状态下，体表腧穴可能发生敏化，敏化态的腧穴对外界相关刺激呈现“小刺激大反应”[7]。应用热敏灸机器人（图6）治疗的时候，这些穴位就会出现热、透、传等各种反应，找到这种反应就找到了热敏穴位，然后机器人就会针对这些热敏穴位进行饱和灸疗。

图6.热敏灸机器人

热敏灸机器人通过机械臂灵活地模拟人工操作，通过摄像头找准穴位定点施灸，在控制平台上输入被灸者的疾病种类、需要热敏灸的穴位以及艾灸手法的次数与时长，热敏灸机器人就可以自主地为患者进行具体的热敏灸疗，每一次施灸记忆都可以进行分析、保存。此热敏灸机器人还具有随动功能，会随着被灸者移动而移动，如果被灸者起身的幅度超过了安全限额，机器人的灸头会自动回到安全点，这样可以尽量保护被灸者不被烫伤[8]。

1.5 华之术

华之术生命健康智能手（图7）由UR智能手臂、人工智能系统和健康载体“赋活乳”三大部分组成。人工智能系统由国内科研团队历经数年开发研制，结合了前沿的人工智能专利技术，是整个“华之术生命健康智能手”的神经中枢和大脑，可以轻松根据每一个人的不同身体状况作出“一人一诊”的精准健康方案，并以此传导和控制“UR智能手臂”的实时操作。

图7.华之术生命健康智能手

“UR智能手臂”以人体脊柱为中心，调节人体脊柱的两侧肌肉和神经的平衡，让“UR智能手臂”在人体背部进行“896生命图腾轨迹”运行，以画“8”字作用于人体脊柱上、以画“6”与“9”走膀胱经。通过“896轨迹”的运行，让人体的整个脊柱达到真正的“生物力学平衡”，从而让身体血液循环更好，能快速供血、供氧、供营养给细胞，达到激活、修复、进（净）化、再生、重组细胞的功能，并有序地把脊柱两边的31对脊神经和脏腑更高效地进行生物信息的传递，从而更好地调理人体八大系统。“赋活液”由“赋活水和赋活乳”融合形成，在整个理疗过程中能随着UR智能手臂的轨迹，渗透体内激活细胞，促进神经系统修复，同时辅助功能恢复并提高免疫力。

2.国外按摩理疗机器人的发展现状

2.1 AiTreat

新加坡的AiTreat推出的中医按摩机器人EMMA（图8）提供了一种替代或补充形式的治疗，进行的软组织操作可用于治疗慢性疼痛等疾病。根据人工智能存储的医疗数据和患者过去的治疗记录，治疗专门针对患者的需求。人工智能将分析这些信息和患者记录，为患者定制最有效的治疗计划。

图8.EMMA按摩机器人

EMMA配备了传感器来测量肌肉僵硬，并使用3D视觉技术来分析患者的身体，机器人将根据其人工智能存储的信息确定患者的最佳行动方案，EMMA的机械臂将执行治疗性按摩。EMMA通过其“单臂”实现推拿，上面装有模仿人类手掌和拇指的两个硅接点，推拿的感觉与人手推拿相差无几，EMMA专门进行背部和膝部按摩。EMMA的治疗能保证整个按摩理疗过程中甚至疗程之间不变的精确度和力度；通过柔软的治疗模块进行按摩，模块被加热到38°C～40°C，以模仿人体触摸；EMMA施加的力被限制在最大100N，按摩期间施加的典型力仅在20～80 N，60N给用户提供了最佳体验。患者在整个按摩治疗期间可以控制EMMA的特征，除了能够调整机器人的强度外，患者还能够在其愿意的情况下随时停止，以防出现任何不适。

2.2 Capsix Robotics

Capsix Robotics是一家总部位于里昂的公司，成立于2015年。CapSix Robotics公司生产的机器人按摩师iYU（图9），由一个装置了力度传感器和摄像头的机械臂，并由开发人员将一系列按摩方案进行了编程植入机器人系统，所以可提供不同的按摩套餐供用户选择，舒缓工作者在工作中的肌肉和精神紧张。iYU使用的是全球首款通过IECEE-CB体系认证的库卡机器臂（KUKA LBR Med），机械臂拥有7个自由度、灵敏的传感器技术、全面的安全防范并根据卫生要求进行了优化的表面，以及为直接与人协作而设计的控制系统。机器臂末端有按摩手套（材料是医用硅胶），可以进行按、压、推、揉等操作。

图9.iYU机器人按摩师

当用户在按摩床上平躺好后，使用相机系统扫描用户的形态，并在几秒钟内根据用户的形态调整实施方案。无论身高、体重或身体曲线如何，iYU都将知道如何以个性化的方式执行专业人员定义的协议。iYU还配置了用户交互软件，用户可通过其实时控制按摩的力度增加或减少，以及开始或停止等功能。

2.3 Massage robotics

Massage robotics是美国加州的技术创业公司推出的一种基于机器人的按摩治疗系统，该系统不依赖于人工。机器人系统（图10）包括一个按摩床，该按摩床具有两个六轴协作机器人手臂，由于质量、速度、传动装置和软件的限制，该系统能够为不同维度的人提供服务。

图10.Massagerobotics机器人按摩系统

按摩机器人通过系统使用专有的校准过程来测量每个用户的身体坐标（身高、肩宽等数据），同时设置配置文件。然后将坐标用于允许用户共享例程的算法中，它与移动应用程序集成，使用户能够创建个性化的按摩程序，并公开或私下分享。机器人系统连接到Google云平台，并利用人工智能、机器学习和自然语言处理技术，使用户能够以正常声音与系统交谈，以控制按摩过程中的运动和力度。该系统利用大数据和深度学习推荐引擎来学习越来越准确地诊断，并精确地规定按摩程序。它的程序是专有算法和方程处理参数，包括工具识别、数据库中的位置、持续时间、路径、速度和力等。

机器人可以根据更换末端快换手部组件进行仿生人体按摩动作，实现滚揉、挤压和震动等按摩功能，以及通过人工操作做不到的方式。

3.小结与展望

2016年～2020年，中国中医药行业市场规模以19.4%的年复合增长率持续增长，到2020年，中医药行业市场规模达28254.3亿元人民币。预计未来5年，中国中医药行业市场规模将保持约14.2%的年复合增长率持续高速增长，到2025年，市场规模有望达到48071.7亿元人民币[9]。作为养生大国，国内丰富的业态为智能理疗机器人提供了重要的供给基础，譬如，医疗机构相关科室、美容院、养生馆等。这些丰富的生态使得该行业在未来将是一个庞大的市场，但也存在着巨大挑战。一方面，按摩、艾灸等理疗项目极为依赖理疗师个人手艺，服务质量良莠不齐，建立标准服务体系难度大，难以满足消费者的升级需求；另一方面，租金人力成本不断上升，严重制约行业扩张。如何让人力更易管理、服务更加标准且成本更低，是养生理疗行业必须面对和解决的难题。以机器人代替人工服务不但解决了人工成本高、效率低、管理难、服务水平有差异等问题，且智能理疗机器人不会如人工按摩师一样，容易受情绪、力度、手法、环境等影响，全程均匀稳定，渗透更深。

基于目前国内、外比较有代表性的按摩理疗机器人产品，本文简要地介绍了各产品的功能、特点和结构的组成，并对国内的行业现状进行分析。当下按摩理疗机器人虽然能够实现一定的理疗效果，解放了按摩理疗劳动力的问题，但整体而言与传统人工理疗达到的效果还是具有一定的差距。而且仅有部分机器人能够进行穴位按摩理疗，但穴位识别还是以人工操作识别为主，未能达到全智能化。因此，目前市面上还未存在一款真正意义上能够做到自动识别穴位，以穴位识别为基准的按摩理疗机器人。

总之，按摩理疗机器人行业的健康发展必须面对以下几个问题：①市场接受程度。目前绝大多数用户对机器人理疗还是持怀疑态度，其安全性和舒适性还在考验阶段，市场还需要更多的企业来教育。②缺乏体验感。与人工相比，机器人在按摩理疗的过程中只是冰冷冷的“执行者”，缺乏有温度的沟通。③仍旧需要人机协同，并没有做到完全的机器人代替人工操作。④造价成本高。以上几个问题得到解决，是让按摩理疗机器人扩大市场的基本条件。

随着科学技术的进步，智能化产品日新月异，多学科的交流势必会促进推拿按摩理疗领域的发展。相信在不久的将来，国内能够设计出更加人性化、轻便舒适、功能完备的按摩理疗机器人，让更多的用户从中受益。