智能假肢创新发展,有望抢占传统假肢市场
与传统假肢相比,智能假肢可感知外界环境变化、分析判断现实情况、操纵其他器官、反馈操纵结果,使佩戴者更具肢体真实性。智能假肢作为新兴产品,其传感器性能及材料柔性有待进一步突破。能够精准识别及感知反馈的传感器、与人体关节柔性一致的新材料将成为研究重点。伴随中国政府经费资助力度加大,智能假肢将不断创新发展,有望抢占传统假肢市场,为肢体残疾人带来全新体验。
智能假肢行业定义
假肢即义肢,是利用工程技术手段为肢体残疾人专门设计和装配的人工假体,其作用是替代肢体残疾人缺失肢体。智能假肢即神经义肢,是利用各种传感器信息融合、微处理器控制等技术制成,能够根据消费者意图进行运动,并能主动适应外部条件变化的假肢。智能假肢属于康复辅助器具范畴。
智能假肢特点
智能假肢具有仿生设计、意图识别和智能控制三大特点,更贴近原有肢体功能,具体如下:(1)仿生设计,将多种机电系统布置在假肢内,保持重量与肢体重量一致,同时实现与正常人肢体功能相似的结构设计。(2)意图识别,主要通过两种方式实现:①利用有限肌电信息源控制假肢完成尽可能多的动作;②扩展可用肌电信息源。(3)智能控制,可通过多种方式实现:①基于脑电信息源控制;②语音控制;③通过佩戴传感器实时计算达到步速跟随目的;④通过传感器感知运动意图和运动状态,主动进行调控。
智能假肢特点
来源:头豹研究院编辑整理
中国智能假肢行业产业链分析
中国智能假肢行业产业链由上至下,可依次分为上游伺服系统、传感器、外壳材料供应商,中游本体制造企业以及下游终端销售。
中国智能假肢行业产业链
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上游:
(1) 伺服系统
智能假肢所需伺服系统属于小型伺服系统,目前被日资企业所垄断,日资企业具有绝对话语权。中国本土企业自主研发智能假肢尚未实现大规模产业化发展,市场上智能假肢以进口为主。未来,在市场需求增长的推动下,国产智能假肢将投入大规模生产,应用于智能假肢的伺服系统供应商将随之增加,加速行业竞争。
(2) 传感器
传感器行业技术含量较高,但单只传感器价格较低。尽管传感器技术附加值高,但单种传感器难以形成可观产值。现阶段,本土传感器供应商所能生产的传感器种类单一,部分供应商通过借鉴外资企业经验开发新型传感器,有望向高端传感器升级,抢占外资企业市场。部分传感器供应商通过产业链向下延伸,形成传感器到应用领域的全面覆盖。
(3) 外壳材料
智能假肢多采用与人体柔性相似的材料,市场上的智能假肢外壳材料可分为碳纤维材料和聚合物材料两类。目前,智能假肢用外壳材料由外资企业提供,中游智能假肢生产企业议价能力不足。伴随中国高端碳纤维、聚合物技术不断突破及生产规模化发展,以中复神鹰、江苏恒神为代表的大型生产企业有望打破外资企业高端领域的垄断。
中游:
中游主体为智能假肢生产企业。目前真正意义上的国产智能假肢尚处于实验阶段,中国市场上的智能假肢由外资企业提供,其中德国奥托博克和冰岛奥索两大国际品牌市场份额超过80%。从地域上看,上海、北京和江苏是智能假肢最主要的研发和生产区域,占全国市场的70%以上。最近五年,在外资企业启发下及国家经费支持下,中国本土企业加入智能假肢行业,并在技术上取得显著突破,如工道风行自主研发中国首款智能动力小腿假肢,但尚未实现产业化发展。
下游:
下游涉及终端销售,包括代理商和患者。代理商与外资企业形成互补关系,得益于本土企业稳定的医院客户源及品牌优势,外资企业可迅速打入中国市场,降低销售成本。同时,本土企业通过代理国际知名品牌智能假肢,有助于其产品布局,加速市场推广。在人均可支配收入提升、医保支持,患者支付能力提升等因素推动下,智能假肢可及性提高。市场需求增加促使更多企业加入智能假肢行业,进一步促进行业扩容。
中国智能假肢行业市场规模分析
智能假肢作为康复机器人的重要分支,属于新兴产业,于最近十年才得以发展。由于智能假肢对技术要求较高,国产智能假肢尚未得到大规模产业化发展,中国市场上智能假肢由外资企业提供。伴随肢体残疾人生活质量提高,对假肢的要求也随之提高,推动假肢升级,为智能假肢行业发展带来机会。过去五年,中国智能假肢行业市场规模由2014年的7.2百万元增长至2018年的22.9百万元,期间年复合增长率达到33.5%。对标发达国家智能假肢已全面推广,中国智能假肢行业尚处于初步发展阶段,未来还有很大的发展空间。在肢体残疾人数量逐年增加、智能假肢不断升级、利好政策完善肢体残疾人康复服务、国产智能假肢产业化发展等因素推动下,头豹预计,未来五年智能假肢市场规模将持续扩大。
中国智能假肢行业市场规模,2014-2023年预测
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中国智能假肢行业驱动因素分析
Ø 市场需求庞大推动行业扩容
智能假肢的发展与截肢手术相辅相成,创伤、疾病是导致截肢的常见因素。中国目前残疾人总数已超过8,000万,其中肢体残疾人数超过2,000万,是残疾人中最大群体。市场需求庞大,智能假肢发展前景广阔。此外,中国截肢患者逐年增加,为智能假肢市场扩容带来机会。
Ø 功能多样化有助于市场推广
作为传统假肢的竞争者,智能假肢具有可自由活动、自动调节角度、存储记录等多样化功能,优势明显,有助于智能假肢市场推广。
中国智能假肢行业驱动因素
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中国智能假肢行业发展趋势
Ø 核心部件不断升级
中国科学家对智能假肢的研究还存在意图识别准确率低以及机械机构灵活性差等问题,对应传感器性能及材料柔性有待进一步突破。未来,能够精准识别及感知反馈的传感器、与人体关节柔性一致的新材料将成为研究重点,上游核心部件有望升级,进而推动智能假肢产品优化。
Ø 产学研结合助力行业发展
智能假肢作为智能化康复辅助器具,是国家重点支持项目。智能假肢从研发、上市到产业化发展,行业整体呈现出产学研紧密结合的特点。在产学研合作模式下,双方协同效用得以发挥,企业借助高校最新科研成果,加速布局最新产品,实验室研发成果可实现产业化发展。未来,伴随国家项目基金支助力度加大,智能假肢行业产学研特点愈加明显,将助力行业发展。
中国智能假肢行业发展趋势
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深度见解
中国智能假肢行业发展整体晚于欧美等发达国家,虽然部分本土假肢生产企业已上市多款仿生手、智能机电臂等产品,但与智能假肢在仿生设计、意图识别、智能控制等特点上还存在一定差距。目前真正意义上的国产智能假肢尚处于实验阶段,中国市场上的智能假肢由外资企业提供,价格昂贵,以高收入人群为主要销售对象。未来,伴随中国政府项目基金资助力度加大,中国智能假肢研发进程加快,本土企业有望抢占外资企业市场,满足不同消费人群需求。