三星高调入局背后，做好外骨骼机器人有多难？

在冬残奥会火炬传递之际，一次令人振奋的亮相将外骨骼机器人推向了聚光灯下。那一天，火炬手杨淑亭，身穿着下肢外骨骼机器人，在历经11年的高位截瘫后再次站立行走。复杂的机械机构与人体和谐共生，为截瘫患者带来了重新行走的希望。

一时间，外骨骼机器人成为了众人关注的焦点，其在市场中的关注度也急剧上升。事实上，外骨骼技术的研发并非新鲜事。早在上世纪60年代，通用电气和康奈尔大学就在美国国防部的支持下开始了这一技术的探索。他们研发出的外骨骼原型机，能够帮助军人轻松搬抬重物，其力量能够放大25倍。

随着科技的不断发展，外骨骼机器人从军事应用逐渐转向商业领域，尤其在医疗康复领域得到了广泛应用。在这个大背景下，三星也展现出了其在机器人领域的雄心壮志。近期，三星可能推出首款商用的可穿戴外骨骼机器人。早在2019年，三星就展示了针对行动不便、伤患复健者的外骨骼机器人GEMS Hip，能够提供下肢动作辅助功能。去年8月，三星更是投资240兆韩元（相当于2050亿美元），意在提升机器人产业等新型领域的竞争力。

技术探秘：外骨骼机器人的意图获取之路

我们所谈论的外骨骼，其起源来自自然界的启示，指的是那些为生物柔软内部器官提供构型、支撑和保护，同时能介导运动的坚硬外部结构。而今，外骨骼机器人，作为一种需要与人体紧密接触的可穿戴“人工智能型”装置，肩负着模仿甚至超越人类骨骼的机电动力功能。它的工作原理在于：通过传感器捕捉人体微妙的意图，转化为机械动作，从而助力人类进行各类运动。

要让这套复杂的系统准确无误地理解并响应穿着者的意图，却是摆在外骨骼机器人面前的一大技术难题。

当前，外骨骼机器人的控制系统主要通过两种方式获取人体意图——直接或间接。直接获取方式主要依赖于人体的各类生物信号，或是人与机器人之间的交互力。其中，利用肌电信号收集并分析操作者意图的方法被广泛应用。这种直接获取方式对机器人的传感器要求近乎苛刻，因为肌电信号的数据噪音、相关建模和校准的难度都极高。

要跨越这道技术鸿沟，外骨骼机器人还需要在诸多方面取得突破。这不仅涉及到高精度的传感器技术，还需要更深入的算法研究和模型优化。只有这样，外骨骼机器人才能真正理解并精准响应人类的意图，实现从生物灵感到人工智能的完美融合。间接获取数据：外骨骼关节与意图预判的双重挑战

通过外骨骼关节获取数据，进而预估操作者的意图，并放大运动效果，这种方式的实现依赖于外骨骼硬件对信号的检测。这种方式并非完美无缺。操作者的力量与外力之间的区分是一大技术难题。一旦判断失误，外骨骼机器人可能面临不稳定或失控的风险。

驱动问题：外骨骼机器人的动力之源的多元挑战

外骨骼机器人的驱动方式一直是技术发展的关键所在。电力驱动、液压驱动、气动等方案各有千秋。气压驱动虽体积小、成本低、操作简便，但精度不高、控制难度大的问题限制了其应用范围；液压驱动虽然传动平稳、能动性和安全性高，但结构复杂、重量大、成本较高的问题同样存在。

当前，康复外科领域的外骨骼机器人多选用电机驱动。这种方式控制模式简单、响应快、控制精度高，使用维护、信号检测和传递处理都很方便，驱动效率高且成本较低。但也存在体积和质量的问题。知乎博主“星生号”指出，要实现较大的动力驱动，电机尺寸可能会偏大，不利于整体的轻量化，影响机构的灵活性。

三大核心系统：外骨骼机器人的技术攻坚战

传感系统、控制系统、驱动系统作为外骨骼机器人的三大核心系统，每一个都承载着关键技术的挑战。这些系统的性能直接影响着外骨骼机器人的形态、反应速度、随动能力、舒适程度等关键特征。技术难题的攻克将推动外骨骼机器人技术的不断进步，为人类带来更为广泛的应用前景。面对众多技术难题的挑战，外骨骼机器人企业必须努力突破重围，实现技术的跨越式发展。商业化道路上的难题也不容忽视，成本问题一直是困扰这些企业的主要瓶颈之一。

在需求端，外骨骼机器人的潜力巨大。随着全球老龄化趋势的加剧和残疾人群体的壮大，外骨骼机器人在医疗康复领域的应用前景广阔。对于中风、脑瘫、帕金森等行动能力受损的患者来说，外骨骼机器人能够帮助他们实现更有效的康复训练。根据世界卫生组织的数据，全球约有10亿残障人士，其中大部分生活在发展中国家。这一庞大的用户群体无疑为外骨骼机器人的商业化前景带来了无限可能。

尽管需求端展现出巨大的潜力，但外骨骼机器人企业仍面临着持续亏损的困境。目前，外骨骼机器人市场呈现出一种矛盾的状态：一边是旺盛的市场需求，一边是居高不下的成本。这无疑给企业的盈利能力带来了极大的压力。

幸运的是，国际研究机构ABI对外骨骼机器人的发展前景充满信心。他们认为，外骨骼机器人在未来十年将实现快速增长，特别是在2025年至2028年间，将迎来高速增长阶段。预计在这三年间，外骨骼机器人的复合年均增长率将达到47.7%，到2028年，全球市场规模有望达到58亿美元。

抢占市场殊为不易，已上市的企业更是面临严峻挑战，犹如在凄风苦雨中挣扎。为了研发，它们往往不惜投入巨额资金，但盈利之路却漫长而艰难。

全球仅有五家专营外骨骼机器人的上市企业，其中美国Ekso Bionics、日本CYBERDYNE和以色列ReWalk已经发展了近20年，并且上市了7年。由于外骨骼机器人的研发投入成本极高，设备销售价格也不菲，导致回报周期延长，这些企业在亏损的边缘持续徘徊。

对于尚未盈利的企业来说，通过二级市场融资是一种策略。头部企业如Ekso Bionics、CYBERDYNE以及ReWalk已在2014年相继上市，它们的股价经历了大起大落。特别是ReWalk，由于持续大额亏损，股价更是一路下跌。

加拿大Bionik Laboratories于2015年在美股场外市场OTCQX上市，Sarcos则在2021年9月通过特殊目的收购公司（SPAC）在美国纳斯达克证券交易所上市。即使上市后，这些企业仍无法避免股价的波动和下滑。

尽管面临诸多困难，这些企业仍在不断研发和创新，寻求突破。它们的故事充满了挑战、奋斗与希望，是一部生动的商业竞争史。高昂的价格一直是普通人接触和使用外骨骼机器人的主要障碍。公开资料显示，ReWalk6.0系统的售价高达7.7万美金，而其他品牌如Ekso和Cyberdyne的产品更是价格不菲，甚至超过20万美金。尽管厂商采取了租赁模式以缓解这一状况，但价格仍旧让大多数人望而却步。

加州大学伯克利分校的机器人及人体工程学研究室主任Kazerooni曾指出，要让更多人使用得起外骨骼机器人，设备的价格需要下降到1万美元以下，甚至更低。这一观点凸显了国内外企业面临的共同难题：如何平衡产品的先进技术与价格，使其更贴近普通消费者的购买力。

据媒体报道，我国的外骨骼机器人单次使用价格大约在200——300元/半小时，设备售价则在50——200万元之间。虽然价格较国外略有优势，但可负担的老年患者或医养机构仍是少数。外骨骼机器人作为二类医疗器械，其普及程度尚待提高。

降低成本并保证产品质量成为行业的关键所在。好消息是，中国在外骨骼机器人领域的研究已经取得了显著进展。自2000年左右起步，我们已经涌现出大艾、迈步、尖叫科技、傅利叶智能、程天科技等一批明星企业。其中，大艾机器人在2018年6月获得了中国首个外骨骼机器人的NMPA注册证，标志着中国外骨骼机器人在医疗康复领域正式进入商业化阶段。随着技术的不断创新和产业链的日益成熟，我们有理由相信外骨骼机器人的价格会逐步降低，让更多的普通人能够享受到先进技术带来的便利。随着科技的不断进步，各大医疗机器人厂商纷纷加大研发投入，竞争日趋激烈。在这场角逐中，程天科技凭借其领先的技术实力和创新意识，于2021年成功获批中枢神经系统病变（涵盖截瘫、偏瘫、脑瘫等患者）下肢外骨骼机器人的NMPA注册证，成为业内首个获得此项殊荣的创新医疗机器人公司。

新产品的不断涌现，标志着外骨骼机器人技术的飞速发展。在追求技术进步的各大厂商也在不断探索稳定的盈利模式。他们都在思考，这个充满潜力的商业化未来究竟何时能够到来。这是一个充满未知和期待的旅程，我们期待着他们带来更多的惊喜和突破。

在探索中，程天科技的这一重大突破无疑为整个行业树立了一个标杆，也为患者带来了更多的希望和可能。我们期待更多的医疗机器人公司能够像程天科技一样，不断创新，为患者带来更好的治疗体验和生活质量。我们也期待这个行业能够更快地找到稳定的盈利模式，为商业化进程铺平道路，让更多的科技成果惠及广大患者。