对话：Ekso Labs联合创始人Russ Angold讲述创业故事

本次受访对象是鼎鼎大名的Ekso Bionics 外骨骼制造商Ekso™ Labs的联合创始人兼总裁Russ Angold。Angold先生拥有加州州立理工大学生物资源和农业工程学士学位。同时还是美国加州注册的职业机械工程师，有两个授权专利，另有七个正在申请中。 2004年，在 Angold受雇于在加州大学伯克利分校一位前同事从事外骨骼工作两周后，Angold的一个弟弟发生事故，造成四肢瘫痪。这是促成他和公司设计开发军事用途以外，用于医疗的机器人外骨骼的原因。 Russ Angold，经过那次家庭悲剧，成为了仿生领域的企业家，其提供的许多概念成为了机器人外骨骼领域先驱Ekso Bionics的众多发明专利和知识产权的一部分。Ekso被《连线》杂志选为 “2010年最重要的产品”，被《时代》杂志列入“2010最佳创新”，同时还刊登在Inc .杂志的“未来15年五大创意”中。Ekso已在美国QB证券交易市场上市。 Pransky：你从事Exso研究的最初动机是什么？什么时候产生的？ Angold：我在加州州立理工大学获得了农业工程学士学位，在加州南部的一个高产注塑模具公司工作了几年。之后获得了工程学士学位和职业工程师学位。一直以来我都想拥有一家自己的公司。当我准备开始自己的事业时，我在Berkeley Process Control的前同事Nate Harding打电话给我，说：“我现在正在加州大学伯克利分校与Kaz（Homayoon Kazerooni博士）为DARPA开发项目，现在已经完成了首批的原型产品，你想不想过来一起开发第二代的产品？” 我说：“太好了，我有个弟弟就是美国海豹特种部队的队员。这个外骨骼是用于为他们背负重物的，这是未来的趋势，我很乐意。”我辞掉了手头上的工作并搬到了旧金山的湾区。这是让人惊讶的技术，它是世界上首个不受限制的动力行走外骨骼，但是存在的问题是需要5kW的动力。我的弟弟当时那样评论它：“我们永远都不会使用它，太吵，太重，太慢。”我和加州大学伯克利分校签订了一年的合同，主要工作是看如何改进它。 两周后，我收到电话，被告知我弟弟在一次事故中颈部受伤。我记得在飞回去看他的途中，我产生了这样的想法，“不要怕，我们可以用这种技术去让他恢复行走。”第二天我到了医院见到了他，我跟他说，“不要担心，我们会造一台外骨骼，让你重新站起来。”他回复道，“我走得动，就是手臂动不了。” 他被诊断为C6-C7级脊髓损伤，和演员Christopher Reeve受的伤一样，但是我的弟弟失去了上肢的力量。他还很年轻，获得过海豹特种部队的铜质奖章，在阿富汗和伊拉克战斗过，但是现在这么粗壮的手臂，却一支铅笔都拿不起来。这是我第一次接触到脊髓损伤，我只能看着他慢慢恢复，这花很多年。从很小的物件开始做复健任务，然后慢慢增加重量。现在他可以做20个引体向上。已经完全恢复了，甚至看不出来曾经受过伤。 当时在考虑一个问题，就是当你只有剩5%的腿部力量时，怎样才能行走。基本上不可能，除非有一个外骨骼可以给你提供你缺少的额外动力，让你站立和恢复行走，然后你才有机会去做康复训练并真正恢复行走能力。这个想法一直在我们的脑海中，不过我们还是在继续开发货物运输外骨骼。2009年，洛克希德?马丁开始和我们合作开发军事方面的应用。而医疗方面的应用就是我们今天正在做的。

Pransky：开发的首批外骨骼是用于医疗领域的吗？ Angold：不是，我们首批的外骨骼都是用于货物运输的。最开始的时候叫伯克利下肢外骨骼（BLEEX），用于货物运输。后来我们发现能耗是个大问题，于是找到办法将其从开始的5kW降到了5W，而且还可以承载200磅的重物。这是一项突破性的技术，并由此成立了现在的公司。我们申请了一些专利，并从伯克利分校获得了技术授权。 Pransky：当时是怎样开发出这种技术的？ Angold：我们只是从常识去分析。机器人只是站在那里，并没有做任何实际工作就消耗了大量的能量。你看一下人类，我们站着不做什么，不会觉得累。当然，如果你站了一整天，你会疲倦。但当你只是站着的时候，不会累得喘不过气来。 那么，为什么我们的外骨骼在没有做任何有用的事情时就需要消耗那么多的能量？我当时认为，肯定有一种方式，可以像我们的骨骼结构那样支持我们的重量，不用使用驱动器，也无须消耗大量的能量。我们找到了这个方法，我们把它称为ExoHiker™。它其实就是一个机械部件，按照一定的顺序组成的关节，能够让外部结构支撑我们的重量。这是我们开发的第一个版本。 好了，现在可以做到支撑身体的种类，但是，我们还希望其可以提供动力给用户，给他们的腿。然后，我们给它加上了动力。如果有人想攀登一座山，我们的机器能够提供任何额外援助以协助爬上那座山吗？然后，我们给它加上了电源模块，这个我们称之为ExoClimber™的技术能够为人类的膝盖注入动力，帮助攀爬山坡，但在水平地面的用处不大。 不久我们开发了下一个版本，叫HULC™，能够在平地行走和爬坡的时候都可以提供动力。至此，它不仅提供了承载能力，人不会感觉到有重量在他们身上，而且还能够给用户提供额外的动力。照字面理解，它就是你腿部的动力系统，它和在你车上的动力转向系统不一样，我们做的就是放大你的力量。 HULC™是我们与洛克希德·马丁公司联手开发的。他们从不同的军事客户中收集到了一些外骨骼用途的想法。军事用途的外骨骼受到了极大的关注，无论是美国特种作战司令部（SOCOM）的战术突击轻型操作套装（TALOS）项目还是DARPA的勇士织衣项目（Warrior Web）。这一切都源于一个事实，装载运输是造成美国军队伤病的二大原因之一。另一个原因是简易爆炸装置造成的伤害。由负重过重造成人员伤亡比其他任何原因的都多。该如何解决这个问题？现在大家都开始意识到可以使用EXOS来解决。我们比别人早一点，我们开始看到一些趋势，来自军方的很多驱动和需求，要求我们重新审视和看待Exos的应用。

Pransky：你们最开始是由军方资助的吗？你似乎对开发人道主义技术有很强的欲望。对吗？是你的这个动机驱使你去开发技术，还是技术激发了你的动力？

Angold：Exos的首批资金来自DARPA的国防应用，它们也是互联网成为互联网之前的投资人。在那个时候，DARPA资助的是一项高风险的技术，他们只知道需要这个技术，但并不知道这个技术还可以用于何处。那时谈论这个还太早。 我们最开始开发的时候是希望为士兵们承载负重。后来我弟弟受伤之后，我意识到世界上还有很多坐在轮椅上或者中风的人。我们觉得可以将这项技术商业化，那样就可以帮助世界上成千上万的人，尽管这些技术是在DARPA的资助下开发的，但那也是他们希望我们可以做的。 他们希望这个技术可以解决他们的需求，同时希望我们可以将这个技术商业化造福人类。 Pransky：你花了多长时间卖出第一套产品，至今已经卖了多少套了？ Angold：我2005年成立公司。2012年2月14日售出了我们首套医用Ekso。从那时起，我们已经在世界各地卖出了50套左右。这50套的装备，已经让那些本来不能行走的人行走了了500万步。

Pransky：这些人买的起Exos吗？ Angold：像Craig、Mount Sinai 、Kessler以及其它的康复医院已经开始购买我们的设备。他们购买设备，然后每套设备可以供6-8个病人进行每天的治疗。设备主要还是用于康复训练，以帮助病人行走和恢复行走的能力。这对于中风的病人尤为有益，因为对于中风的病人，最好的治疗就是让他们站立并尽可能走动。那些患者穿上我们的设备就可以做大量的行走，从而让神经通路重新连接，可以大大提高训练的效果。 Pransky：医疗保险可以支付这种设备吗？医院和康复中心需要投资的这种技术吗？ Angold：医院目前开始采用这种技术，不过都是用于康复的治疗。在进行中的许多研究已经表明Exos和机器人训练的益处。这有助于帮助我们成为医疗保险覆盖的对象。 我们的目标是将其向个人推广，但是目前的价格水平，对于个人用户来说还是太贵了。我们认为当销量上来以后，成本会下降。我们还认为，我们可以得到医保的覆盖，我们要证明，我们可以减少继发性并发症，提高生活质量。治疗继发并发症需要巨大的成本；例如，脊髓损伤，得了褥疮或中风患者，重新接回医院的作用不是很大。如果我们能减少继发性并发症，我们认为这是对于每个人，医院，健康保险公司都有好处，可以节省金钱，而患者可以变得更健康，获得更好的生活质量。这对大家都是有利的。

Pransky：设备的生产全部都在你们公司完成吗？还是在世界各地有合作伙伴？

Angold：实际上我们所有部件的制造都是在这里完成的，设备上贴有“Made in California”的标签。我们在这里有很多供应商帮我们加工机械部件，然后我们将这些零件拿回工厂进行组装。我们感觉我们正在打造一个全新的产业，仿生产业。我们决定在美国生产，在这里生产和制造成本很有竞争力，同时可以创造很多的岗位。 Pransky：如果不是因为军方的资助，你认为Ekso Bionics会存在吗？如果这个问题的答案是否定的，那么你认为需要做什么改变才能让类似的人道主义企业在未来获得成功？ Angold：我们早期的资金来源于多个机构。不过最开始的是DARPA，后来资金需求增加后，我们转向了美国国家科学基金（NSF），它们提供的资金我们用于开发医疗应用。美国国家标准与技术研究院（NIST）提供的资金用于开发医疗和工业应用。有很多的机构资助我们朝着正确的方向前进，我认为这是一个非常好的系统，能够支持高风险的早期技术，特别是到硬件开发时，因为我们身处硅谷，但是回到2005年时，那时没人会愿意投资硬件的机器人公司，因为它需要很长的时间。如果不是DARPA、NSF和NIST们，我们可能永远都找不到资金去达成今天的成绩。 Pransky：只考虑美国目前的情况，大概有多少人能从现在的Exos上面获益？这其中又有多少的人是在军事行动中受伤的？ Angold：据美国残疾统计中心的数据，超过680万的美国居民使用辅助装备行动。其中包括170万使用轮椅或代步车的患者，以及610万使用其它移动装置的用户，像拐杖、手杖和步行器等。 每年有12000名的脊髓损伤患者。其中有一半的患者可能使用Exos，另外每年还有800000的中风患者。我们认为，其中的一部分，或者说大部分都可以利用Exos进行他们的神经康复和步态训练。 对于从军人群，有很多的老兵遭受脊髓损伤，它是退伍军人管理局（VA）系统治疗的最昂贵的病症之一，其带来的继发并发症需要花费大量的金钱。而Exos可以帮助减少一些花费，至少可以减少系统的负担。这对各方都有益，而且当你可以重新行走后，你的生活质量也会随之提高。 由于很多军事伤害都是由于负载运输，我想我们应该更多考虑“我们能否为每一个士兵配备一套外骨骼，保护他们的背部，膝盖和踝关节，避免受伤和过度劳累？”我认为答案是肯定的。剩下的问题就是看我们是否能够将成本降到合理的点下面。 Pransky：在预防非军事伤害上面又有怎样的作用？ Angold：排在工人伤害赔偿首位的是背部的劳损。我们的Exos能够帮助这个吗？有大量的应用等待Exos去开发。我认为我们面临的挑战是我们应该知道我们今天在做什么，并保证做得好，同时确保我们正在推进这项技术。这是作为一个公司应该做的，然后，再看在各种不同的领域里有什么商业化的机会，再去做。 Pransky：Exos使用的先进材料、马达、电池、传感器和软件，或者其它的，当中哪一种在未来最有潜力提高Exos的性能或者增加Exos的应用？ Angold：我认为对我们最重要的是人机交互（HMI）。实际上我们在制造机器人，但是我们的机器人是围绕人打造的。在用户和Exos之间有大量的交互，谁在控制中，谁没在控制中。这里有两种竞争的控制系统。HMI和外骨骼和人类之间的协作还存在很大的机会。 我们的目标是将这种技术打造的更简单直观，那样任何人穿上Exo，他要做的就是做他想做的，而不用考虑怎样去使用。怎样让我们的界面更易懂，让我们的用户甚至不觉得在操作一台复杂的设备，这还有很大的空间。 Pransky：举一个极端的例子，像一个四肢都瘫痪的人，如果要使用Ekso，那电源的功率大概需要多少？100W？400W？ Angold：我们目前的设备在行走的时候功率在100W左右。 Pransky：那么是否可以这样理解，动力是最大的限制因素。哪种动力的能量密度最高？ Angold：这个问题很复杂。很显然，液体燃料的能量密度最佳，但是从BLEEX得到经验是，没人希望背个割草机引擎在后面。同样，我也不认为有人愿意割草机在在医院里跑。因此，电池是目前最大的限制。虽然已经有一些燃料电池技术可以提供更好的能量密度，不过当前在我们的康复环境下，我们提供的两套电池就可以满足一天的使用。它们能够支持Ekso每天运行8到10个小时。因此，在那个环境下，电池是可以满足要求的。但是如果想要开发更多的移动性，用于日常的移动，那还需要重新审视这个问题。 Pransky：如果有人双腿瘫痪，那么他们的手臂可以直接驱动这个外骨骼，像使用轮椅那样移动吗？ Angold：我认为完全没有问题，但是我们的用户需要更多的训练以达到最佳的平衡。 他们使用手臂来控制他们的位置和平衡，Ekso只是用来代替他们失去力量的腿。用户在行走的过程中充分参与进去很重要。我们不希望Ekso像无人驾驶汽车那样，你只是坐在那里不动。我们希望通过行走能够让大脑活跃起来。神经学家认为这很重要。 你要让大脑的信号能够穿过脊髓和腿部产生的运动信号相联合，让它们受到激励，那么很有希望会产生一些伟大的事情。 Pransky：你认为Ekso是作为主要的理疗设备帮助人们回复独立的运动能力，还是应该作为长期的移动助理？Ekso bionic外骨骼套装能够自己行走吗？ Angold：我觉得就短期来说，Ekso还是主要用于康复训练。不管是完全还是部分的脊髓受伤、中风，创伤性脑损伤（TBI）、多发性硬化症（MS），还是其它任何行动障碍，都是需要康复训练并让人们可以恢复行走，并改善相关的功能。长期来说，最佳的解决方案是可以让患者完全康复，那样就再也不需要Ekso。如果他们不能百分之百恢复，还是需要一些协助，那么我认为长期使用Ekso也是可以的。 Pransky：在这个过程中你犯的最大的错误，或者说是学到的经验教训是什么？ Angold：我觉得学到的经验就是事情总比你想象的要花更多的金钱和时间。开展这个工作已经十年了，募集资金找风投不是件有趣的事情，但是你在计划的时候需要相应地安排多一点的时间和资金。 Pransky：如果让你全盘推倒，重新来过，哪些事情你会做的不一样？ Angold：我不认为会有什么不同。在这过程中确实学到很多东西，但是如果重来的话，你不知道还会遇到什么。我非常认同加州理工的校训，“学无止境”。有很多东西都可以学，你需要学会的就是下次不要犯同样的错误。 授权译自Robotics Business Review