近日，2024年戴森设计大奖国际20强公布，中国年轻一代发明者再次名列其中。中国大陆赛区首次有两支团队挺进国际20强。
此次国际20强的入围作品涉足医疗健康、可持续发展、安全防护等多个领域。代表大陆赛区入围的两支团队不约而同地关注到发病率日渐升高的脑卒中群体，分别针对不同的康复需求发明了CO-JUMP软体机器人康复手套与Dysphagia Dynamics咽韵吞咽障碍康复训练平台。
老龄化加速之下，康复护理成为刚需。脑卒中俗称“中风”，在老年人中发病率较高，每年10万人中就有247人发病。发病幸存者中，约75%留下后遗症，40%重度残疾，被偏瘫、失语、生活不能自理等障碍困扰。我国40岁及以上人群脑卒中现患人数达1242万，而且近年发病呈现年轻化趋势。漫长的康复过程对患者、家庭以及社会医疗体系来说，都是一项巨大的挑战。
首创3D打印被动波纹管驱动器，让康复手套更安全有效
在脑卒中患者中，约有60% 会出现手部功能障碍。由于日常生活中的大多数活动都依赖于手部操作，手部功能的康复对于提升患者生活质量至关重要。
针对这一康复需求，来自华南理工大学的团队深入走访了多家三甲医院的康复科和神经外科，并与多位医生和患者进行深度交流。调研发现，手部功能康复设备的安全性和有效性是医生和患者最关注的两大要素。然而，当前市面上的很多康复设备往往存在不符合临床需求、甚至可能造成二次损伤的问题。
基于这些洞察，团队发明了CO-JUMP软体机器人康复手套。CO-JUMP适用于术后、脑卒中等神经损伤引起的手部功能障碍患者，首创的3D打印被动波纹管结构驱动器能使康复训练更安全有效，是它最大的亮点。
“脑卒中患者的手部会呈鸡爪痉挛状态，市面上现有康复手套需要掰开手指穿戴，而且会产生过伸等二次损伤。而我们产品的最大优势是符合人体工学，采用硅胶制作的软体机器人舒适柔和，利用被动波纹管的伸缩辅助指关节屈伸，避免了主动驱动产生过大的力造成二次损伤。”CO-JUMP团队负责人李元靖解释道。
CO-JUMP团队成员大多是00后，来自华南理工大学、浙江大学等不同学校、不同专业，由李元靖、钱青云、关顺梓、虞添麟、韦一、李俊楷、詹菁等七名成员组成。钱青云已是第三次参加戴森设计大奖，此前也有设计过吞咽康复类产品，“我在中国美术学院学设计，一直从事可穿戴产品的研发设计。同时，作为一个工业设计师，我认为最重要的就是能够有效地解决实际问题，而这也是戴森设计大奖在评选时所重点考虑的标准，所以我们选择来到了这个舞台。”钱青云说道。
在家就能用的康复手套，实现线上问诊抓住康复黄金期
以往，脑卒中患者的康复治疗依赖治疗师的“手”，但是国内康复治疗师人员短缺严重，医疗机构床位紧张，部分偏远地区的医疗机构更缺乏康复科资源。
在上海多家社区医院康复科，为了能够抓住康复黄金期，很多患者选择家门口的社区医院做康复治疗，主要是因为康复需要日复一日的长期坚持，距离近、便捷易用是重要考量。“如果能在家做康复是最好的，最好用起来方便简单不用人辅助。”多位患者和家属反馈道。
市面上大多数康复手套体积大，整体重达2—3千克，患者只能在固定场景使用，而CO-JUMP整体仅600克。以往笨重的机械手套要靠遥控器来完成各种康复动作，多为伸张等重复单一动作，而CO-JUMP可以感知患者的肌电信号来预判动作意图，精准抓握不同形状的物体，速度、弯曲角度等都控制得较好，当患者想喝水时，手套就可以帮患者完成喝水这一生活常用动作，可以更好地增强患者大脑对神经的控制，真正实现手随脑动、手脑相连。
因为其便携易用性，CO-JUMP康复手套在家就能用。“居家康复还是较为空白的市场，也是我们的目标市场，我们会将患者训练数据同步至线下康复门诊，便于康复师实时跟进，及时调整并制定个性化康复方案，患者也能通过小程序预约康复师沟通。”李元靖认为，如果不建起医患沟通的桥梁，患者在家只能盲目训练，很难达到最优的康复效果。
通过3D打印技术，CO-JUMP可以通过手机扫描患者手部大小来定制尺寸，而且软体机器人的自适应性和顺应性更强，不需要用昂贵的3D扫描仪精准扫描手指数据，可以有效控制成本。千元左右的产品定价，也让大多数家庭都能负担得起。
经过多轮原型机测试和打磨，CO-JUMP团队最终成功研发出了兼顾性能和使用体验，同时能够与线下康复医院共享医疗资源，实现居家康复需求的CO-JUMP软体机器人康复手套。
戴森设计大奖国际20强评委、戴森硬件团队负责人胡宏飞表示：“CO-JUMP将软体机器人技术应用于康复医疗领域，非常具有创新性。团队通过将机械、硬件和软件开发相结合，展现了真正的工程深度，是一个当之无愧的全球20强入围项目。”
目前， CO-JUMP已经进行了小批量生产，并落地一家杭州的康复门诊进行试点。李元靖表示，未来，将通过与社区医疗服务点、私立康复机构、医疗私域平台合作推进产品商用化。同时还将与三甲医院合作开展临床课题，深入测试与优化产品，为患者带来更优质的康复体验。
首次两支中国大陆团队入围国际20强，中国原创新势力走向国际舞台
自2016年进入中国以来，戴森设计大奖已激励超2万名中国大学生，今年更是首次有两支中国大陆团队同时入围国际20强名单。这对于戴森设计大奖中国大陆赛区而言是一个重要的里程碑。
除了CO-JUMP，本次戴森设计大奖国际20强的另一支中国大陆赛区上榜团队同样聚焦脑卒中患者康复领域。来自上海交通大学的朱兆鹏、何琦和印楠发明了Dysphagia Dynamics咽韵吞咽障碍康复训练平台，一款为吞咽障碍患者提供精准评估与家庭康复的训练方案。
据团队了解，吞咽障碍也是脑卒中的一大后遗症，受影响的患者无法正常进食、喝水。但市场上现有的吞咽障碍评估方法存在时间成本高、价格昂贵、临床使用率低，以及容易造成患者不适等问题。为此，团队围绕脑卒中患者开展多个研究课题，经过反复的患者测试和大量的数据收集，成功发明Dysphagia Dynamics咽韵吞咽障碍康复训练平台。该平台由颈部可穿戴硬件和配套软件组成，相比传统治疗方式更加高效、经济、更具依从性，可穿戴的设计也提升了患者的使用体验。
接下来，CO-JUMP软体机器人康复手套与Dysphagia Dynamics咽韵吞咽障碍康复训练平台将代表中国大陆赛区角逐国际冠军，获胜者将获得3万英镑奖金，最终结果将于11月16日揭晓。
