从专利解读大白离我们还有多远

护理机器人并不是个新概念。早在2011年10月，日本奈良尖端科学技术大学就展示过一款护理老年人完成穿衣动作的机器人。而同样是身为护理机器人，《超级陆战队》的医疗助手Baymax就奇怪地像是来自另一个世界。

（图1：超级陆战队的Baymax颠覆了护理机器人的传统形象）

充气式设计的科学依据

传统上，机器人总是出现在远离人们日常生活的场合中，它们只是替人们处理繁重、重复、枯燥的工作，像是在流水线上组装机械、在危难时刻抢险救灾。机器人离我们生活最近的工作，也只是在房间里打扫卫生。因此，虽然日本的穿衣机器人直接参与人们的生活过程，但仍然在实现上继承了工业机器人的钢筋铁骨、无坚不摧的形象。

钢铁战士的传统造型肯定不符合Baymax作为“暖男”的定位，而最终能够设计这个软软的、暖暖的超萌形象，还要归功于哈佛大学的一项技术发明。据导演Don Hall透露，他们是在造访哈佛大学时发现了一款可充气的机器人手臂。

哈佛大学在2010年提交的一份专利介绍了这款机器人手臂的结构。这是一个原理非常简单的机器人设计。在弹性体内形成充气槽，通过改变充气槽中的气压，可以使弹性体发生形变；而当弹性体的各侧壁选择不同形变系数的材料时，可以控制形变发生的方向和幅度。当把一系列这样的弹性体连接起来、再配上一根连通充气槽的充气管时，就构成了一个完整的功能模块。这个主要由硅胶构成的功能模块就是Baymax的设计原型。

（图2：哈佛大学的美国专利申请第13/885967号的结构示意）

充气式机器人的优势是可以提供轻柔的操作，适合对精细物品进行操作；而且可以通过充放气来改变机器人的体积，适应不同形状的工作环境。在专利提供的试验图片中，我们可以看到一只直径大约14厘米的充气式机器手轻柔地抓住一只小白鼠并提到了半空。在电影中，Baymax把Hiro揽在怀中，像极了被抓在半空的小白鼠。

（图3：Baymax的形象设计是有充分科学依据的）

充气式设计在材料和结构上的优势，使Baymax可以避免在接触和护理中对人造成的伤害风险。这样看来，迪斯尼公司对护理机器人的理解是有充分的科学依据和现实基础的。

智能和医疗的路有多长？

从《超级陆战队》上映开始，Baymax引起的热议很快就从娱乐圈延伸到了科技圈，这无疑和当今流行的智能机器、移动医疗两个科技概念密切相关。既然Baymax的充气式结构是可以实现的，那么在智能和医疗方面有几成希望呢？

技术统计通常是基于对专利的分析而实现的。但由于疾病的治疗技术因为不能申请专利而无法统计，所以我们通过对人体生理数据（包括温度、心跳、血压、呼吸、血流及身体器官的形状、尺寸或运动特征）的测量技术为代表做对比途径。

通过对美国、欧洲、中国授权的发明专利进行统计发现，近20年来在医疗技术方面授权的全部专利技术中，仅有1.74%的技术涉及用机器人对生理参数进行统计分析。尽管这个数据在2014年授权的全部专利中占到了接近3%，相比平均数据提高了70%以上，但绝对比例还是微不足道的，这说明并没有太多研发资源投入到医疗功能的机器人产业中。如果没有专利技术的支撑，这个高科技含量的行业产业化的路途会非常漫长。

在智能机器方面，根据Gartner在2014年中发布的预计，智能机器、自然语言理解、智能咨询、移动健康监控等方面的技术产业化至少还需要5至10年的时间。这些都是实现护理机器人的感知能力、理解能力和行动能力所必需的技术。

苹果手表、谷歌眼镜为护理机器人铺路

技术的障碍总会克服的，更难以逾越的恐怕是心理的防线。根据传统的生活习惯，人们通常倾向于保留个人隐私，而不适应长期暴露在镜头之下。而摄像头作为护理机器人的“眼睛”，总是对它的主人进行时刻不停的扫描、分析、记录，这在很大程度上挑战了传统的生活习惯。

在解决这些问题方面，可穿戴设备可以为护理机器人进入普通家庭打开通路，例如苹果的智能手表。不同于传统电子产品，智能手表和人的接触更加密切，得到的包括人体生理数据在内的信息也更加隐密，而且还会向人提出健康分析之类的生活建议。这会改变人们对机器的接受程度，而这将加速护理机器人融入人们生活的过程。而智能眼镜之类的产品则可以使人们逐渐习惯时刻处于摄像头的监控之下。

本文作者：PatSnap 首席专利分析师贾郡