
外骨骼机器人是曾经仅在科学科幻世界中存在的“未来技术”,它以前所未有的速度进入了真实的社会。从最初在神经康复领域服役的专业医疗设备到在工业生产,外部运动,军事训练甚至家庭护理的许多情况下进行了广泛探索,外骨骼机器人的技术进化和工业变化成为外骨骼中最听话的分支之一。穿着设备轨道。政策支持,技术突破,资本促进和社会需求,外骨骼机器人逐渐从“医疗供应”到消费者和工业市场。但是,市场的扩张并不顺利,高设备中的Gastos之类的问题,较差的灵活性和缺乏统一标准仍然限制了其大型实施。本文将在该领域进行深入的讨论,从三种规模:第一,技术的本质;第二,技术时代;第三,商业化的道路,并期望发展的方向和未来的挑战。
1。外骨骼的技术基础逻辑
1.1构建人体肌肉系统的第二层
外骨骼机器人主要分为上脚类型,下脚类型和全身类型,在调整方面,通过机械框架覆盖了人体的主要关节部位,以帮助或增强其运动功能。电力系统通常由伺服电机,气动物质或液压驱动器组成,并且可以根据人类意图完成诸如步行,勃起和处理之类的动作。早期产品主要是严格的材料,但是近年来,它们已经改变了柔性结构(例如仿生的关节和复合材料),改善了磨损和动态适应性,使它们真正“外部肌肉”。
1.2多模式感知和智能控制系统的演变
外骨骼N的智能水平直接取决于识别和响应“运动意图”的能力。当前,基本识别方法包括肌电图信号,惯性测量单元(IMU),压力传感器等。外骨骼不仅执行人类命令,而且还开始具有“了解人”的能力。
1.3从康复补偿到增强容量的跳跃
在应用程序级别,外骨骼机器人具有两个典型的功能路径。首先,“容量补偿”服务于运动故障组,并帮助他们恢复或重建基本的步行能力;其次,“增强能力”旨在在特定情况下改善健康人员并改善他们的身体成果。例如,在高海拔登山,长期巡逻和沉重的处理物体中,外骨骼可以显着减慢肌肉疲劳并增强身体稳定性。随着设备变得越来越聪明,此“使用插件的Capab能力“变得越来越容易获得。
2。外骨骼从“特殊设备”移至“一般工具
2.1差异 - 不同的申请在医疗保健中的应用,并出售了一般商店
在康复医学中,外骨骼被广泛用于偏瘫患者,截瘫,中风康复患者的步态训练。例如,诸如美国复兴,中国的扩展生物技术,中国的傅立叶情报等公司都获得了FDA,CE和其他认证,并且更频繁地在专业机构中部署。但是,这样的设备很昂贵,并且在训练土壤中具有浓厚的希望,因此很难开发家庭级别的应用。
目前,大多数工业级产品都处于试点验证阶段。例如,适用于某些企业的工厂装配线和物流的上部外骨骼系统,以提高工人的耐力和效率;消费市场是专注于外部训练方案和体育锻炼,但设备仍然存在诸如重量大,电池寿命和骗子较大的问题,这使得很难提供真正的“无助”用户体验。
2.2性能与成本之间的技术矛盾
具有高精度和高度响应式摩托车的传感器决定了上部外骨骼性能限制,但它们也直接增加了较低的成本限制。以完整的系统为例,基本的成本结构包括传感器,电池,驱动程序,控制芯片和机械结构。由于高性能组件高度依赖于进口或定制尚方法,因此产品很难进入价格敏感的市场。此外,电池技术的限制还使外骨骼在长期使用过程中遇到电池寿命的焦虑,从而限制了在外部和紧急情况下扩展的能力。
2.3产品适应性瓶颈是由TH的差异引起的e个人
由于外骨骼机器人适合人类骨骼和关节,因此其算法的结构和设计应完全考虑用户体型,运动习惯和目标活动,从而在大型制造中造成困难。如何在确保可用性的同时实现普遍性和标准化是当前设备设计的主要问题。一些制造商探索了诸如模块化物质,自适应关节调整,3D打印自定义等路径,以解决“成千上万的人和数千个面孔”的问题,但仍然需要时间来证明有效的“一般 +个人”解决方案可以真正实现。
3。多行突破的工业方法
3.1迫切需要高强度和消费的工作条件
在制造,物流,采矿,仓储,建筑等领域,工人面临着高度重复,高劳动力和伤害率等问题。外骨骼可以缓解就业疲劳,并减少与工作相关的伤害的风险,并且有明显的投资回报率。通过“设备租赁 +运营和维护服务”的业务模型,它不仅降低了客户的捕获阈值,而且还可以改善产品的粘合剂和重新购买的速度。
诸如安装,越野和长途跑步之类的运动爱好者真正需要“物理保护”和“重量优化”。外骨骼的辅助功能将有助于中间年龄的用户安全地完成高强度锻炼,并具有很高的付款意愿。日本,韩国和其他国家已被列入多种光外骨骼的商业用途,重点是“技术 +健康管理技术”的双重销售点。
3.2老年人和军事护理已成为潜在的爆发机器
随着世界进入 - 深入积累,外骨骼,作为家庭和社区流动性的主要技术康复是广泛的政策讨论范围。如果可以通过诸如医疗保险目录,养老基金和收购公共设施等渠道获得支持,它将在道路上发挥潜力,至百万元人民币。
外骨骼可以提高士兵的能力和耐力,这在极端寒冷和高度的环境中尤为重要。美军和以色列在实际的战斗训练中部署了原型系统,许多军事军事部队也在促进相关的技术研究。预计外骨骼将成为未来“单折叠设备”系统不可或缺的一部分。
3.3设备和服务开发闭环数据生态系统
传统的设备销售模式很难支付研发成本和销售后。目前,Galubusinesses是“硬件 +订阅 +数据平台”的组合,并通过提供附加值服务来实现用户整个生命周期的采矿量诸如动作数据分析,使用状态的使用以及算法的远程升级。平台化和软件化是从一次性交易到持续收入的未来转型的关键。
[收费编辑:Yan Yujie]
王彭
北京社会科学学院的研究人员,北京Xi Jinating的特别研究员对新时代的社会主义和中国特征的思想,数据资产研究所执行董事,以及Nanchang Technology Institute的数字经济研究所的特别教授。