“机械外骨骼”这种装备可以运用在哪些领域？

机械外骨骼近些年来已经非常火热了，有很多媒体对此有相关的报道，我们在很多影视作品中也能看到机械外骨骼的身影，最著名的就是阿凡达了，但是影视剧终归是影视剧，和现实存在一定的差异。之前由撒贝宁主持的一档节目也有介绍过机械外骨骼，当时让举重运动员都刮目相看。机械外骨骼又叫动力外骨骼，是一种钢铁结构可供人体穿戴的设备，主要通过提供额外的能力来协助四肢进行运动。现在可以用于军事，进行一些武器设备的搬运，可以节省人力；可以用于救援，节省救援时间，降低救援风险；也可以用于残疾人士，作为他们的义肢，方便他们的生活。

一、用于军事。

现在军事强调高科技作战，如果动用大型设备搬用武器等装备很容易暴露，如果使用机械外骨骼，既可以完成装备搬用，也能提高安全系数，最重要的是，一个士兵加一个机械外骨骼就可以搬用很多大型设备，非常方便，实用。前段时间，有新闻报道士兵借助机械外骨骼搬用需要销毁的武器装备，从之前4人费力搬用变成2人轻松搬用，足以看出便利程度。

二、用于救援。

自然灾害发生总是突如其然，这时候每一分每一秒都是非常珍贵，节省一秒可能就是多条生命，如果遇到地震，道路受损，大型救援设备无法快速到场，就需要机械外骨骼了，它可以快速到达，也能快速作业，移除障碍物，拯救受困群众。如果将它用在救援上，一定可以有很高的救援效率。

三、用于残疾人士。

残疾人士目前也有不少，有人因为行动不便就一直待在屋里不出门，时间久了，人也会越来越抑郁，如果可以让机械外骨骼成为他们的义肢，那么他们出门就不会再有顾虑，而且也能自食其力，为国家和自己减轻生活负担。

关于机械外骨骼的应用领域，你还有什么好见解吗？

最早的外骨骼可以追溯到1890年。当时一位叫尼古拉斯·亚根的俄罗斯人发明了一种用压缩空气包为动力的类外骨骼系统。

1960年，通用电气开发出的一只机械外骨骼手臂真正意味着外骨骼在成为现实。

1978年，麻省理工学院加入这一行列。

1983年，斯蒂芬·雅克布森（Stephen Jocabsen）创建了公司Sarcos(XOS).

2000年，XOS从14个类似的装备中脱颖而出，被美国国防部高级研究计划署——就是这个机构发明了互联网——选中，并且把打算它应用在军队中。

2000年，美国国防部研究计划署（DARPA）征求人体能力增强系统的建议书，很快将会签约并开始外骨骼的开发。

2004年，日本筑波大学的机械人专家三阶吉行和他的同事们在2004年创建了一个叫做“Cyberdyne”的公司，他们花了十年时间研制的动力外骨骼推向市场。这种动力外骨骼叫做HAL——人体辅助义肢（Hybrid Assistive Limb），要用于医疗领域，帮助残障者行动和伤患复健。

随着科技的发展，越来越多的公司加入了机械外骨骼的竞争之中，但是它所能触及的领域依旧小的可怜，因为要做到量产对现如今的科技而言还有一定的难度。

第一，材料。机械外骨骼必须选择轻质且坚韧的复合材料，不至于让它的存在本身成为负担。

第二，流畅的机械动作。要符合生物机械学，以适应人类灵活的身体，可是很明显这是如今的技术难题，依旧无法得到解决。

第三，能源。即使选用了轻质的复合材料，能源也要足够完成几个小时的任务执行时间且便于携带并达到一定程度的推重比。汽油，电力等能源都无法满足机械外骨骼的长时间续航行动。

�第四，噪音。这一点对于军用领域而言尤为重要，在现代信息化战争中将自己暴露在阳光外，那么恭喜你预定了死亡。

机械外骨骼由幻想映入现实，于是有了第一个机械外骨骼，又从现实映入了幻想，于是有了钢铁侠，当幻想再一次映照现实的时候，单兵外骨骼将会成为现实。

即便机械外骨骼有着这样那样的不足之处，但是无数的金钱还是在机械外骨骼的身上不停的燃烧，到了现在市场上也已经出现了不少应用到了现实中的产品。

1、 赛百达因Hal-5。 日本科技公司“赛百达因”(Cyberdyne)研制的HAL-5是一款半机器人，拥有自我拓展和改进功能。

2、 救援机器人T52 Enryu T52。Enryu由日本公司Tmsuk 于1994年3月设计，它是机器人家族的一个大块头，重量近5吨，身高达到3米。

3、 松下充气式外骨骼。

松下充气式外骨骼在设计上用于帮助瘫痪患者。 它的肘部和腕部装有传感器，允许手臂控制8块人造肌肉。人造肌肉内装有压缩空气，用于挤压瘫痪部位。

4、 伯克利·布里克外骨骼。 伯克利·布里克外骨骼由美国国防高级研究计划局(DARPA)设计，致力于帮助士兵、营救人员、野火消防员以及其他所有应急人员。

5、 机甲外骨骼。 机甲外骨骼是科幻小说中经常出现的机甲的一种复制品，高度达到18英尺（约合5.48米），由美国阿拉斯加州的工程师卡洛斯·欧文斯发明。

6、 Stelarc外骨骼。 Stelarc外骨骼是一款肌肉机器人，外形与蜘蛛人类似，长有6条腿，直径达到5米。它是一种混合人机，充气和放气之后便可膨胀和收缩，与其他外骨骼相比具有更高的灵活性。

7、 脑控外骨骼系统。 这种外骨骼能够实现骨骼、肌肉与神经系统之间的交互作用。所有骨骼和肌肉都由大脑直接控制。脑控外骨骼系统由美国密歇根州大学的神经力学试验室设计。

8、 Springwalker外骨骼。 Springwalker外骨骼能够像所有动物一样奔跑跳跃。借助于这种外骨骼，佩戴者的奔跑速度最快可达到每小时35英里（约合56公里），跳跃高度可达到5英尺（约合1.52米）。

9、 被谋杀教授步行辅助设备。 这款步行辅助设备用于帮助少肌症患者恢复身体机能。

10、 引力平衡腿部矫形器。 引力平衡腿部矫形器在设计上用于帮助佩戴者在不受引力影响下走路。

外骨骼——百度百科

机械外骨骼——百度百科

如今的机械外骨骼还位于辅助地位，但是想一想这几年科技的猛烈发展，如今智能时代到来，很多以前的技术难题都将会在智能进化的时代得到解决，也许我们很快就会进入一个机械外骨骼的时代。

请对机械外骨骼的未来充满期待！

一、Rewalk

Rewalk是一个由以色列制造商ReWalk机械公司设计制造的外骨骼系统，主要用途是协助下肢瘫痪的病人能够再次站立行走，是目前全球最成功的外骨骼康复机器人之一。

ReWalk Robotics旗下共有两款产品，分别是ReWalkPersonal和ReWalk Rehabilitation。前者主要适合家庭、工作或社交环境中使用，通过传感器和监控器，使患者站立、和爬楼。后者则是用于临床修复，为瘫痪患者提供物理治疗方式，包括减缓瘫痪导致的肢体疼痛、肌肉痉挛、帮助肠道消化系统、加速新陈代谢等。

ReWalk系列机器人主要由3个部分组成：1、软件控制系统；2、机械支撑和动力系统；3、传感器系统。ReWalk系列机器人采用了体感芯片，捕捉患者的肢体动作，帮助行走。通过电池驱动关节部位的电机，组成电动腿部结构，在行走过程中可以感应患者重心的变化，模仿自然行走的步态，并能根据实际情况控制步行速度。患者可自行完成安装和拆卸。

不过，接近7万美元的ReWalk产品实在昂贵。ReWalk公司希望各保险公司、政府项目来为瘫痪患者来承担费用，比如退伍军人管理局和政府医疗项目等。

二、赛百达因”(Cyberdyne)

日本科技公司“赛百达因”(Cyberdyne)，它创造了全球首个获得安全认证的外骨骼机器人。

HAL-5是一款半机器人，拥有自我拓展和改进功能。HAL-5是一款可以穿在身上的机器人，高1600毫米，重23公斤，利用充电电池(交流电100V)驱动，工作时间可达到近2小时40分钟。它具有能按照人（即穿着者）的意志而动作的随意制御功能，同时还具有机械性的自律制御功能，它使人的脑神经和筋骨系统与机器人成为一个整体结构，并作为人体的一部分发挥相应的功能。

这款产品最吸引人的地方是意念控制。它的身体会根据大脑向筋骨系统发出的运动指令而动作，身体在动作的时候，会有微弱的生物电位信号溢出到皮肤的表面，HAL就是在测得皮肤表面的生物电位信号的同时，通过安在关节部位的动力装置来发挥作用的。

HAL-5可以帮助佩戴者完成站立、步行、攀爬、抓握、举重物等动作。在2010年的时候，双腿因车祸而造成瘫痪的48岁日本人内田靖史，借助HAL外骨骼系统成功登上了瑞士阿尔卑斯山海拔4000多米的布来特峰，使得CYBERDYNE名声大噪。不过由于价格定位在15万美元，能购买的人群相当有限。由于产品不菲的使用成本，所以公司使用租借的方式来分散化高昂的费用，比如每月大约1700美元的价格（租赁时间如果超过一年将获得更低廉得月租费用）进行租赁使用。目前，致力于开发出更轻便且更便宜的型号，相信届时将有更多的人凭借这一技术恢复行动能力

三、松下可穿戴外骨骼

松下一直在研究动力外骨骼装置。2015年网络消息显示，松下最外骨骼装置AWN-03已经开始量产。AWN-03在设计上进行了大幅改良，它采用松下最新的小型高功率马达控制体积，碳纤维材料和树脂传动齿轮的利用使其相比金属制品轻了50%。松下AWN-03当时预计售价100万日元（约合人民币5.03万元），月产能约1000台。现在具体售价不详。

松下三款属于“外骨骼”的装备，代号为 AWN-03、PLN-01、Power Loader，三者基本架构相似，功能也相近。当外骨骼的传感器检测到使用者弯腰举起重物时，电机通过传动装置为人体的四肢提供外部动力，减少人体的负担。

三、Phoenix SuitX

2016年上半年，加州公司suitX发布了宣称全球价格最实惠的可移动机械外骨骼Phoenix，不面向的是残疾人士，其利用发动机帮助穿戴者移动双腿。后来，这家公司带来了一款非发动机版的机械外骨骼--MAX（全称Modular Agile Exoskeleton），它能让更多的人的生活变得更加轻松。据了解，MAX主要为在建筑工地、工厂、仓库等需要搬运重物的工作场所的人员设计。

极简的设计外加先进的嵌入式智能微小组件是Phoenix能够控制其重量和成本的重要原因，外骨骼设计采用模块化设计，主要分为一个髋关节模块，2个膝关节模块和2个脚模块，客户可以单独使用或连接在一起，形成一个完整的系统。SuitX可以在用户不脱下来的情况下完成坐在轮椅上然后站起来继续行走然后再坐下的整个过程， *** 作起来也十分方便。

四、ExoAtlet

是一家成立于 2010 年的初创公司，由俄罗斯政府级的孵化器 Skolkovo 扶持。于 2009 年由时任总统的梅德韦杰夫宣布成立。

ExoAtlet Ⅰ基本适用于任何下半身瘫痪的患者，只要上肢功能基本完整（因为需要拄着拐杖），它能帮助患者实现基本的行走、爬楼梯及一些特殊的训练动作。ExoAtlet Pro 功能更多：测量脉搏、电刺激、给予既定的行走模式（让病人训练不同种类的步态，比如原地踏步）等。

发明者介绍，在为期 13 个临床实验阶段，至少有 65 位患者使用了 ExoAtlet，总行程达 143 公里，“ExoAtlet 已经被证明是安全的”。据悉，目前 ExoAtlet 已经完成了第六代样机，然而研发时间只花费了约 2 年半，其团队从最初的 5 人发展到目前的 25 人。

五、傅利叶智能

2017年3月17日，傅利叶智能在上海国际贵都大酒店举行了一场发布会，推出了公司下肢康复机器人Fourier X1。公司CEO顾捷在会上提出了上述关于器官的说法，并表示，近视眼患者戴上一副眼镜就可以和正常人一样看书，无法行走的残疾人如果穿上一套外骨骼机器人，就可以像普通人那样迈步行走，那么这种机器人也会成为一些残障人士的「器官」

Fourier X1通过19个不同的传感器和11个分布式CPU模块，能够“感知”患者在步行中的变化，“思考”患者的意图并通过电机帮助患者“执行”步行动作，通俗来讲就是使得机器人拥有了“触觉”。同时，机构上还设计了直观的指示灯，可以看到患者的力量变化。

国外平均一台机器人的价格在60万元~100万元，普通百姓购买压力极大。而傅利叶智能此次发布的下肢外骨骼机器人Fourier X1产品，据估算，投入市场后其价格将为国外同类产品的1/3至1/5。

六、尖叫科技S1

国内创业团队尖叫科技展示了其最新的外骨骼产品 S1，CTO 李牧然介绍说，相比国外的外骨骼产品，S1 将大幅降低外骨骼产品的价格门槛。价格方面，公司十分保守地表示「将在 10 人民币以内」

S1 整体材料使用了铝镁合金和碳纤维，在兼顾韧性和强度同时，很好地控制了材料成本；膝盖和髋关节部位有两处驱动电机，可以支持使用者完成站立、行走、攀爬楼梯等动作，自由度可以满足下肢日常活动的需要；同时，S1 在尺寸上将提供多个型号，每个型号还能进行一定的微调，可以很好地适配不同用户的体型。

（样机行动图）

七、迈步机器人BEAR H1

2017年11月11日下午，深圳市迈步机器人科技有限公司在深圳发布其首款面向偏瘫患者的外骨骼机器人BEAR H1。这款机器人指向非常明确：帮助那些偏瘫患者们重新站立行走。

BEAR H1拥有带动力的6关节（双侧髋、膝、踝），和髋部旋转辅助关节，可实现自然步态，适合身高150-190cm之间，体重小于85Kg的患者使用，并且其外骨骼尺寸可调，步态监测评估系统，还可通过触摸屏实时展示。

迈步机器人CEO陈功透露，迈步的外骨骼机器人产品投入市场后，不仅功能更多，价格将只有国外同类产品一半甚至1/3，在价格上优势明显。

八、大艾机器人

目前，大艾已经推出了 AiLegs 双足型下肢外骨骼康复训练机器人与 AiWalker 移动台架型下肢外骨骼康复训练机器人两款核心产品。

AiLegs 主要针对中后期康复阶段患者的训练。其产品由钛合金打造，重约 20 公斤，续航能力达 8 小时，最高承重达 100 公斤，可以根据患者不同的体型快速调节尺寸，方便多人使用。AiLegs 外形酷似人体下肢，腰部和腿部分别设有固定带，同时装有多个传感器、驱动器和控制器，患者可以通过控制器控制机器人前进的速度，使机器人能以类人的自然行走步态、真实的行走方式，支撑并带动下肢运动功能障碍患者进行康复训练。且能够进一步挖掘激发患者残存的肌体功能，纠正患者的行走姿态，以达到重塑患者行走能力的目的。

AiWalker 功能类似，但其配有类似学步车的移动台架，可以供早期康复患者使用。在康复训练行走过程中对患者腰部以上身体形成有效支撑、稳定骨盆。同时也适合对不同体重的患者进行减重式康复训练。

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