从重达百斤价值百万，到能负载2吨，外骨骼机器人未来会如何？

近期，现代汽车集团推出了一款名为Vest Exoskeleton的可穿戴式机器人，并荣获红点设计奖。这款名为VEX的设备是现代技术的结晶，旨在帮助生产线上的工人应对日常体力工作。现代汽车集团宣称，VEX能赋予工人举起整辆汽车的力量。他们计划在全球推广这一技术，以提升生产效率和安全性。

在现实世界中，人类的行进速度相对缓慢，即使是世界纪录保持者Usain Bolt，其极限速度也仅为每秒12.3米。与此相比，人类对于更快行进方式的渴望始终如一。历史上，人们探索了许多方法以提升行进速度，但大部分方法都依赖机械动力，如自行车。科幻电影中的外骨骼机器人似乎提供了一种新的可能。这种设备不仅能帮助人类驾驭自身力量的极限，更是科技与梦想的跨界融合。

外骨骼机器人的概念源于动物身上的外部骨骼，这些骨骼用于支撑和保护动物。而外骨骼机器人是一种可穿戴的机电设备，旨在增强和保护人类的能力。它们不仅是单纯的穿戴电子产品，更是融合了电子、机械和仿生技术的创新成果。目前，外骨骼机器人主要分为两类：增强型外骨骼和康复类外骨骼。增强型外骨骼用于提升人的能力，而康复类外骨骼则主要用于帮助残疾人进行步态康复训练。

外骨骼机器人的发展历史可以追溯到19世纪末。从那时起，经过数十年的发展，这项技术已经走过了漫长的道路。从最初的领域到如今在医疗、工业、物流等多个领域的广泛应用，外骨骼机器人展示了巨大的潜力。目前，全球领先的外骨骼机器人企业包括美国的Ekso Labs、Barrett Medical以及以色列的Rewalk等。其中，以色列Rewalk公司的ReWalk外骨骼机器人在业内尤为引人瞩目。该公司的创始人Amit Goffer博士因个人经历激发出了对产品的灵感，并成功研发出第一款获得FDA批准的外骨骼机器人产品。尽管这些产品取得了重大进展，但它们的价格仍然居高不下。但随着技术的进步和应用的推广，已经有越来越多的产品开始落地并变得更加亲民。松下便是其中的一个先驱企业。他们早在几年前就开始着手将外骨骼机器人技术应用于工业领域以提高生产效率。他们开发的轻便版外骨骼支架能够帮助普通工人轻松搬运重物进行移动工作。美国的Ekso Bionics和suitX等公司也推出了自家的工业用外骨骼机器人产品广泛应用于各个领域包括汽车制造等行业。整个工业外骨骼机器人领域的技术正在不断进步并朝着更加广泛的应用方向发展从技术路线上可以分为机械助力外骨骼机器人和伺服驱动电助力外骨骼机器人两类目前液压助力的大型外骨骼机器人在重量和成本方面存在挑战导致普及困难而电助力外骨骼机器人在工业应用方面被认为具有巨大潜力它们一般包括整机设计驱动器设计控制策略三部分其中实现人机实时交互和控制是最具挑战性的部分。随着技术的不断进步和创新未来的应用前景将变得更加广阔令人期待更多令人惊叹的产品问世和技术的普及应用为我们的生活带来便利和改变。探索外骨骼机器人的未来：从意图感知到实际应用

让我们简要了解机器人的行为意图获取方式。陀螺仪、加速度计与肌肉电信号的协同工作，构成了交互整体工作原理的第一步——感知人体行为意图。随着科技的飞速发展，机器人已逐渐掌握直接和间接获取操作者意图的能力。EMG数据和人与机器人间的交互力是直接获取操作者意图的常见途径，而从外骨骼关节获取的数据则成为间接获取的方式。最近，马斯克新创办的Neuralink公司致力于将计算机芯片植入人脑，进一步加强了人与机器的连接。

现在，让我们将视线投向国际上的外骨骼机器人竞赛。各大企业的技术对比显示，国内的外骨骼机器人多数仍处于研发阶段。尽管部分已投入商业使用，但它们主要与高校和企业合作，以产研结合的形式对外输出。尤其是康复外骨骼机器人领域，国内涌现出众多初创企业，如大艾、迈步等，这些企业在短短几年内便取得了显著的进展。

工业外骨骼机器人也在国内应需兴起，广泛应用于汽车装配、物流等行业。类似傲鲨智能的MAPS工业上肢外骨骼机器人已经在国内多家知名汽车厂商中试用。与此物流外骨骼机器人领域也呈现出蓬勃的发展态势。例如，铁甲钢拳等企业与京东、德邦等物流巨头已展开合作，未来还将深入探索工业、建筑场景的应用。

从技术角度看，外骨骼机器人在医疗领域具有巨大的想象空间。与手术机器人相比，其研发门槛相对较低，并且有着贴近消费级产品的潜力。目前，国内外许多高校都在进行前沿技术研究，如脑电研究、经颅磁刺激与外骨骼机器人的结合等。尽管如此，我国康复医疗产业仍处于发展初期，大部分企业的研发重心仍集中在医疗外骨骼机器人上，真正商业应用的产品主要集中在关节康复设备领域。

早期外骨骼机器人面临能源和控制技术的挑战。但随着锂电池、燃料电池等高效能源的发展，这些问题得到了逐步解决。如今，外骨骼机器人已衍生出多种形态，包括背带、手套、手指、短裤、护膝等多种形式，其应用范围也扩展到了医疗、产业、民用和军事等领域。

意大利军方与PERCRO实验室的合作项目——Body Extender外骨骼科技树是一种独特的增强型技术。它能够通过检测人的运动意图并放大力量，提供强大的助力。尽管在学术界存在不同看法，但这种设计思路已经得到了工程师们的广泛关注和发扬光大。

回归到外骨骼开发的初衷——为了能让人们感到更轻松，斯坦福大学的研究人员最近开发了一种电动外骨骼。这种设计回归初心，展示了外骨骼机器人在实际应用中的巨大潜力。随着技术的不断进步和创新思维的涌现，我们有理由相信，外骨骼机器人的未来将更加广阔。在科学研究的无尽天地里，人类的想象力如同翱翔的雄鹰，展翅高飞，触及未知的天际。范德比尔特大学的两位研究人员——阿曼达·苏特里斯诺和戴维·布劳恩，为我们带来了一种令人振奋的设备构想。这种设备，将如同神话中的神速之靴，让人类的奔跑速度几乎翻倍。

在《科学进展》杂志上发表的论文中，苏特里斯诺和布劳恩详细描绘了他们的愿景：一种装置，轻盈地附着在人的身体上，作为自然的辅助。这个设备的每条腿都配备了一个精巧的弹簧。当人的腿部在空中跳跃时，弹簧会如同灵活的舞者，存储并转化能量。当脚触地时，这些能量便与肌肉的力量相结合，产生更大的推动力，使人如箭离弦，速度超越自然极限。

这个神奇设备的研发并非一帆风顺。目前，研究者们面临一个巨大的挑战：材料的缺失。要实现这种设备的能量储存和转化，他们需要一种具有高度弹性的材料，如碳纤维等。但当前的材料技术尚未满足这一要求。

尽管面临挑战，外骨骼机器人的发展前景依然光明。在医疗领域，这一技术主要针对肌肉、骨骼、神经、软组织损伤和行动不便的人群。这是一个巨大的市场，有着无可估量的潜力。随着技术的不断进步和成本的降低，外骨骼机器人有望进入消费级市场，满足户外行走、徒步、爬山等轻应用需求。

可以想象，未来某一天，当我们穿戴外骨骼设备行走在大街小巷，甚至探索未知宇宙时，这一切都将变得触手可及。希望随着研究的深入和材料的突破，外骨骼机器人的价格能降至数万元甚至数千元的量级。届时，人类将迎来一个全新的时代，一个由外骨骼机器人引领的时代。