長久以來，新奇的外骨骼終于為它們“重大時刻”的到來做好了準備，它們將改變?nèi)藗冊谠S多行業(yè)的工作方式。對于機器人驅(qū)動的外骨骼來說，這是一條漫長而崎嶇的道路。到目前為止，大多數(shù)機器人仍然無法行走在這樣道路上。
ReportsnReports發(fā)布的全球預測顯示，到2023年，外骨骼市場價值規(guī)模將達到28億美元，遠遠超過2017年的2.998億美元。這是個巨大的增幅，我猜可能有點兒夸張。但這些跡象不容忽視：外骨骼技術已經(jīng)做好了進入市場的準備，許多行業(yè)都在認真考慮采用這種技術。
首先讓我們回顧下歷史。在20世紀90年代和21世紀初，人們主要在研究生院的實驗室里開發(fā)動力外骨骼，而它們最初的應用目標是增強人們的移動能力。
但事實證明，更大的問題是，輪椅是一項不可思議的持久技術。它們相對廉價，至少在那些為殘疾人制定了平等準入的國家中，它們在實現(xiàn)自己的目標方面極其有效：恢復人們的移動能力。
這種認識導致了一些混亂，但最終成為了這個行業(yè)的一個轉折點，因為像Ekso、Rewalk、Cyberdyne和Bionik這樣的公司將目標轉向了醫(yī)療領域，外骨骼目前正被用于機器人康復治療。在中風或脊髓損傷后，在裝備外骨骼的康復中心里，患者可以使用輔助設備進行步態(tài)訓練，或者減少因整天坐著輪椅而引發(fā)的二次并發(fā)癥。
“移動夢”還沒有消亡，更準確的說法是，該領域的大多數(shù)公司都在未來的道路上更進一步。當然也有例外。比如法國公司W(wǎng)andercraft目前仍在致力于提供動力外骨骼移動設備。該公司表示，他們的外骨骼套裝能夠可靠地重現(xiàn)人的步態(tài)，而此前這始終是個難以捉摸的工程挑戰(zhàn)。
但是，只有外骨骼進入建筑和造船等工業(yè)領域時，人們期待已久的外骨骼市場才會出現(xiàn)大幅增長。現(xiàn)在看來，這種情況即將出現(xiàn)，而且最快可能會在明年發(fā)生。
在2016年的外骨骼市場中，北美占有最大份額，北美公司應該成為明年最大的競爭參與者。猶他州Sarcos公司在2000年代初開發(fā)了美國國防部高級研究項目局（DARPA）資助的首批動力外骨骼。
Sarcos現(xiàn)在推出了將兩款外骨骼Guardian GT和Guardian XO，我認為它們是非常棒的第一批動力十足的工業(yè)外骨骼。其中一種是合適的外骨骼套裝，另一種則是遙控操作的機器人，適合在核反應堆之類的地方進行遠程操作。
我們看看目前市場上有哪些外骨骼機器人的研發(fā)設計公司！
Rewalk
ReWalk系列機器人是目前全球最成功的外骨骼康復機器人之一。ReWalk Robotics旗下共有兩款產(chǎn)品,分別是ReWalk Personal和ReWalk Rehabilitation。ReWalk系列機器人主要由3個部分組成:1、軟件控制系統(tǒng);2、機械支撐和動力系統(tǒng);3、傳感器系統(tǒng)。ReWalk系列機器人采用了體感芯片,捕捉患者的肢體動作,幫助行走。通過電池驅(qū)動關節(jié)部位的電機,組成電動腿部結構,在行走過程中可以感應患者重心的變化,模仿自然行走的步態(tài),并能根據(jù)實際情況控制步行速度。患者可自行完成安裝和拆卸。
賽百達因Hal-5
日本科技公司“賽百達因”(Cyberdyne)研制的HAL-5是一款半機器人，擁有自我拓展和改進功能。它裝有主動控制系統(tǒng)，肌肉通過運動神經(jīng)元獲取來自大腦的神經(jīng)信號，進而移動肌與骨骼系統(tǒng)。HAL(混合輔助肢體的英文縮寫)可以探測到皮膚表面非常微弱的信號。動力裝置根據(jù)接收的信號控制肌肉運動。HAL-5是一款可以穿在身上的機器人，高1600毫米，重23公斤，利用充電電池(交流電100)驅(qū)動，工作時間可達到近2小時40分鐘。HAL-5可以幫助佩戴者完成站立、步行、攀爬、抓握、舉重物等動作，日常生活中的一切活動幾乎都可以借助HAL-5完成。HAL-5裝有混合控制系統(tǒng)，無論是室內(nèi)還是戶外均有不錯表現(xiàn)。
救援機器人T52Enryu
T52Enryu是機器人家族的一個大塊頭，重量近5噸，身高達到3米。它非常強勁，可以幫助救援人員清理路面上的碎片。T52Enryu可以在任何災害的救援工作中派上用場，例如地震。它靠液壓驅(qū)動，也被稱之為“超級救援機器人”，能夠舉起重量近1噸的重物，機械臂則可以完成所有類型的動作。T52Enryu由日本公司Tmsuk于1994年3月設計，而后在長岡技術科學大學接受測試。測試中，它成功從雪堆上舉起一輛汽車。
松下充氣式外骨骼
松下充氣式外骨骼在設計上用于幫助癱瘓患者。它的肘部和腕部裝有傳感器，允許手臂控制8塊人造肌肉。人造肌肉內(nèi)裝有壓縮空氣，用于擠壓癱瘓部位。
伯克利.布里克外骨骼
伯克利？布里克外骨骼由美國國防高級研究計劃局(DARPA)設計，致力于幫助士兵、營救人員、野火消防員以及其他所有應急人員的Bleex計劃為設計提供資金支持。設計伯克利？布里克外骨骼的目的就是幫助這些人員輕松攜帶各種裝備。
Stelarc外骨骼
Stelarc外骨骼是一款肌肉機器人，外形與蜘蛛人類似，長有6條腿，直徑達到5米。它是一種混合人機，充氣和放氣之后便可膨脹和收縮，與其他外骨骼相比具有更高的靈活性。使用時，操作人員需站在中間，控制機器朝著面部方向移動。Stelarc外骨骼由流體肌肉傳動裝置驅(qū)動，裝有大量傳感器。
腦控外骨骼系統(tǒng)
這種外骨骼能夠?qū)崿F(xiàn)骨骼、肌肉與神經(jīng)系統(tǒng)之間的交互作用。所有骨骼和肌肉都由大腦直接控制。腦控外骨骼系統(tǒng)由美國密歇根州大學的神經(jīng)力學試驗室設計。
Springwalker外骨骼
Springwalker外骨骼能夠像所有動物一樣奔跑跳躍。借助于這種外骨骼，佩戴者的奔跑速度最快可達到每小時35英里(約合56公里)，跳躍高度可達到5英尺(約合1.52米)。
被謀殺教授步行輔助設備
這款步行輔助設備用于幫助少肌癥患者恢復身體機能。少肌癥可導致患者骨骼肌流失。之所以起“被謀殺教授”這個名字是因為這款步行輔助設備由美國弗吉尼亞理工大學被人槍殺的凱文？格拉納塔教授研制。格拉納塔早已經(jīng)離開人世，但他研制的步行輔助外骨骼卻仍在幫助著很多患者。
“尖叫”機器人
“尖叫”機器人，是由中國創(chuàng)客團隊研發(fā)。該機器人由環(huán)境傳感器、人體傳感器和動力結構構成的硬件，加上人機交互指令與算法和云端引擎構成的軟件，合并形成了類似人類“植物神經(jīng)”的獨立運行平臺，具有身隨意動的自動反應能力和承載能力。
璟和技創(chuàng)機器人
研發(fā)的7自由度外骨骼Flexbot，運營得很成功，售價一百萬，前幾年在國內(nèi)買的不錯，估計已經(jīng)賣了近百臺。以上兩種外骨骼都是大家伙，也非常昂貴，它們的康復訓練方式是減重步態(tài)訓練，也即通過懸吊等裝置抵消人體重力，再通過電機帶動人腿做行走訓練。
大艾機器人
大艾機器人也是一家從外骨骼機器人切入市場的初創(chuàng)企業(yè)，幫助下肢運動功能障礙患者重新獲得行走能力。相比于其他外骨骼機器人，大艾機器人的特點在于除了真實步態(tài)輔助行走外，還增加了多進程、多模式的康復訓練功能，進行步態(tài)矯正，能夠為因脊髓損傷、腦損傷、骨折術后、人工關節(jié)置換、腦腫瘤術后等原因造成的下肢運動功能障礙的患者提供整個康復過程中評估、診斷、訓練等所需的裝備與系統(tǒng)。
邁步機器人
邁步機器人發(fā)布的第三代外骨骼機器人產(chǎn)品BEAR H1主打?qū)I(yè)醫(yī)用級的外骨骼機器人，其客戶以醫(yī)療機構為主。通過骨骼級的分析，可以方便醫(yī)生準確了解患者的步態(tài)與足底狀況，且能夠進一步挖掘激發(fā)患者殘存的肌體功能，糾正患者的行走姿態(tài)，最終恢復正常行走能力。
傅利葉智能科技
據(jù)傅利葉智能發(fā)布Fourier X1第一代產(chǎn)品。
