国产外骨骼机器人：助力残疾人行走，女卫生员可以背起140斤战士

互推小编 2023-06-22

3月2日，北京2022年冬残奥会火种汇集暨火炬传递起跑仪式在天坛公园祈年殿举行。点燃火种台的9位代表中，有一位穿戴着外骨骼机器人缓缓走到台上引发了广泛关注。

他是曾打破机器人行走马拉松世界纪录的邵海朋，而他穿戴的这件AI外骨骼机器人是来自北航科技力量。

在冬残奥火炬汇集和传递仪式中，由北航生物医学工程高精尖中心外骨骼实验室主任、北航生物与医学工程学院帅梅研究员率团队研发的两款外骨骼康复机器人被选为相关选手的助行设备。

这两款外骨骼机器人依托多关节协调控制中心，突破智能生物感知与仿生步行、人机融合多模式混合控制等关键环节，能够辅助两位选手实现直立行走传递火炬的梦想。

外骨骼康复机器人用科技力量实现帮扶和关爱，让更多残障人士重燃信心，实现自我价值。在2018年，邵海朋就曾穿戴北航团队研发的外骨骼康复机器人，用时9天，行走42.22公里，超过全程马拉松里程并创造了该项目的世界纪录。

邵海朋因高空坠落导致截瘫，双下肢失去行走功能，只能借助轮椅出行。面对不幸，邵海朋积极乐观，刻苦康复。他踊跃参加“科技助残”穿越“一带一路”机器人行走马拉松公益挑战赛，穿戴机器人走完全程马拉松并打破世界纪录。

据帅梅老师介绍，AI外骨骼机器人能感知到人行走快慢等主观意愿，实现机器人辅助与人体行为（包括上下楼梯、上下坡等复杂动作）的自适应。AI外骨骼机器人可以增强肌肉的剩余力量，激活患者的潜力，从而使他们的身体变得越来越好。

除了在康复领域，外骨骼机器人在国内军事方面也有应用，如国产单兵外骨骼系统，被称为无动力机械式外骨骼助力系统，是一个严格贴合人体，可以随关节灵活运动的外部支架，用于辅助减轻使用者执行任务过程中身体所承受的力。负载通过背部外骨骼脊椎直接传导至地面而不经过身体，从而减轻人体的负担，保护人体脊椎过度劳损。

这款单兵外骨骼装备总重量小于7公斤，快速穿戴仅需1分钟，而脱装只需要30秒。穿上单兵外骨骼后，人体最大承受可达70公斤，肩膀及腰部的重量有25%～60%通过背部外骨骼脊椎直接传导至地面而不经过身体，而且使用者不需要额外培训就能熟练使用。

例如这款卫生员专用的单兵外骨骼，让女兵战友们穿上后背着140斤男兵也能在“战场”上飞奔。

此外，外骨骼机器人在泛工业领域也有着广阔的市场愿景。在货运领域，由于货物数量并不规律，因而需要人工进行处理。借助外骨骼机器人，将能大幅减轻工人的力量使用。这一模式相当于将康复机器人的诊疗阶段，转换为预防阶段。借助外骨骼，一方面能在工作环节帮助降低因为高强度可能对工人造成的职业损伤，也能帮助企业提升生产效率。

外卖员穿戴外骨骼机器人送外卖

外骨骼机器人起源于上世纪60年代的军用领域，美国军方率先开展研究，目的是设计增强型军用装甲；2004-2005年，进入商用发展期，运用硬质外骨骼辅助人体承受重量的理念，目标群体是截瘫病人。

从2010年开始，美国技术引入国内，主要依托于高校的研究资源并商业化，开始追赶外资企业。在2015年前后，外骨骼机器人公司呈现爆发之势，程天科技、尖叫科技、大艾机器人、布法罗机器人等明星公司先后成立。

但与国外成熟的技术相比，国内的机器人仍处于基础的步态分析、动态捕捉的阶段，人工智能和深度学习技术，实现人机实时交互的模式仍处于实验室阶段，实时交互功能模块较弱，实际商业化落地的程度相对国外市场处于较低水平。

而在国外市场已经跑出了Cyberdyne、Eksobionics等专注外骨骼机器人研发销售的上市公司，包括LG、Honda等国际大厂也在外骨骼机器人上进行了布局，并已在医疗、工业、物流等劳动强度高的场景中得到广泛应用。

值得关注的是，虽然市场需求巨大，且在资本的加持下加速成长，但行业内普遍面临着成本高昂问题。以国外的Rewalk、Cyberdyne和Ekso Bionics三家上市康复外骨骼机器人公司为例，产品单价高达数十万美金。即使在2016年美国首家保险公司将外骨骼机械加入保险报销范围，但较高的成本价格也使得外骨骼机器人大规模市场化的绊脚石。

短期而言，距离类似《钢铁侠》一样实现高度智能化与轻量化的未来愿景，尚还有着很长的一段路要走。而在技术瞄准向前的未来愿景里，相信更高级且更为灵活运动的外骨骼机器人产品将投入市场，掀起一场“人体机械化”的人类历史革命。

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