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编者按

人能举起多重的东西?(举起并维持一会的那种)

人最多能举起自身体重3倍的重物,这个世界纪录由朝鲜选手于2019年的举重世锦赛创造,至今无人打破。可是,这么厉害的举重记录,放眼自然界却不够看的,比如随处可见的蚂蚁,能举起自身体重100倍的东西。不过,人类不止步于此,人还会使用工具。

阿基米德的“给我一个支点,我就能撬起地球”,想必大家都不陌生,虽然只是一个对于杠杆理论的夸张描述,却很好地传达了理论的内涵。制造机械设备的初心就是为了节省人力。

如今,一种穿戴式的机械装备——外骨骼机器人——已经在汽车、船舶、飞机、物流等工业领域有所应用,助力传统工业的劳动者,让其在日常工作中更安全、省力。今天就来聊聊外骨骼机器人是什么,相关头部企业有哪些,以及其在工业、康复医疗领域的应用与发展。

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外骨骼机器人,走到聚光灯下

下图中,记录了冬残奥火炬手们在首钢园传递火炬的一个瞬间,火炬手杨淑亭身着下肢助力外骨骼机器人,火炬手彭园园身着上肢助力外骨骼机器人。她们使用的外骨骼机器人分别来自北京大艾机器人科技有限公司和中科院沈阳自动化所。

图片来源:北京日报

刚结束的北京冬残奥会,除了展现运动员们的体育风采,更是把外骨骼机器人带到聚光灯下,展现科技为生活带来的全新可能。

康复医疗器械被称为“朝阳中的朝阳”。前瞻研究院数据显示,2011~2018年,我国康复医疗行业规模从134亿元增至450亿元,年均增长19%,康复医疗器械保持着年均20%左右的增长率,这个行业正在快速增长。快速增长的根本原因,普遍认为是中国人口的老龄化加剧和居民健康意识的提升。

外骨骼机器人是主要由机械骨架、控制中枢、驱动系统三大核心部件构成的智能机械结构。产品涉及传感、控制、机械动力、人机交互、工业设计等领域,涵盖人体生物力学、临床医学、人体工程学、神经电生理等学科。涉及众多交叉学科,目前仍是一个壁垒高的领域。

为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术。它可为穿戴者提供保护,并根据人的肢体活动来感应、驱动机械关节执行动作,目前主要用于改善人体物理技能或用于医疗康复。

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医疗领域外骨骼机器人头部企业

来源:灼鼎咨询

ReWalk

Ekso Bionics外骨骼机器人EksoNR

来源:灼鼎咨询

大艾机器人的艾行新一代AI外骨骼机器人

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工业,外骨骼机器人的三大领域之一

不止于康复医疗,工业和军工也是外骨骼机器人的主要应用领域。工业领域中,适用于物流、建筑、汽车制造、船舶和航空等行业。按结构划分,分为上肢外骨骼机器人、下肢外骨骼机器人、腰部外骨骼机器人和软体外骨骼机器人。

来源:灼鼎咨询

工业领域的外骨骼机器人

早在2008年,本田推出了一款“体重支撑型步行辅助器”,该设备由座椅、支撑架和鞋子三个简单的结构组成,使用者仅需要穿上鞋子,抬起座椅就可以简单使用,适用于工业领域、日常生活中。但这款产品至今仍在研究阶段,尚未量产。

本田“体重支撑型步行辅助器”

近几年,国内工业用外骨骼机器人领域也出现一批值得关注的企业:

来源:灼鼎咨询

上图是装卸工穿着傲鲨智能第二代机械外骨骼产品,测试过程中,这名装卸工将2.5米长的槽钢轻松的抬起搬动行走,槽钢重达60斤。

铁甲钢拳的座椅外骨骼

迈宝智能的无源腰部助力外骨骼

能看出来,原理基本都是通过器械承担使用者体重的一部分力,达到减轻腿部肌肉和关节负担的效果,减轻工人的负担。无论是康复医疗、救援还是工业领域的外骨骼机器人,都为我们展现了科技造福于人的可能性,值得关注。

参考资料:

《2021年外骨骼机器人市场分析报告》灼鼎咨询

《外骨骼机器人是康复设备智能、精准、个性化的发展方向》中关村产业研究院

《康复医疗器械,为何是“朝阳中的朝阳”?》薛洪言

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