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“鋼鐵俠”時代即(jí)將來臨!幫助搬運重物、重型工具; 輔助截癱(tān)患者站起來; 在惡劣環境下幫助搶險救援…… 外骨骼機器人的出現,宣示著鋼鐵俠時(shí)代即將來臨!
什麽是外骨骼機器人? 外骨骼原指為生物(wù)提供保護和支持的堅(jiān)硬外部結構,比如蟑螂、甲(jiǎ)蟲等硬殼昆蟲或蝦、蟹之類的甲殼類動物。 ![]() 人類、鳥類(lèi)等具有皮毛的動物則都屬於內骨骼(gé)結構。而在外骨骼基礎上加上機器人的概念則意味著,它可自主移動。 外骨骼機器人(rén)技術是融合傳感、控製、信息、融合、移動計算,為作為操作者的人提供一種可穿戴的(de)機械機構的(de)綜合技術。與服(fú)務機器人不同的是,外骨骼機器人需要(yào)與人體接觸,通過傳感器收集人體意圖,進行機械反饋。 ![]() 作為機器人領域的一個分支,外骨骼機器人的研究從1960年開始從未間(jiān)斷,而這(zhè)項技(jì)術不僅可使人類擁有大力水手(shǒu)、鋼(gāng)鐵俠般的超能(néng)力,更是幫助殘疾甚至癱瘓人士重新站立(lì)行(háng)走。如(rú)果說(shuō)2018年機器人市場的規模將達1031億美元之高,那麽外骨骼機器人則是定這千億市場不(bú)得不提的一個領域。 目前在(zài)外骨(gǔ)骼機(jī)器人市場(chǎng)上,主要分為兩大類:增(zēng)強型外骨骼機器(qì)人和康複型外骨骼機(jī)器人: 增強型外骨骼機器(qì)人公司 增強型外骨骼(gé)機器人公司主要分布(bù)在美國和日本。日本Tmsuk公司成立於2000年,最著名(míng)的是04年推出的被稱為(wéi)“超級救援機器人”的T52Enryu液壓驅動(dòng)機器人。這款機器人重達5噸,身高達3米,在長岡技術科學大(dà)學的測試中,T52Enryu舉起了一輛汽車。這款機器人位於環太平洋地(dì)震帶上,對於地震頻發的日本來說,在(zài)救援和現(xiàn)場清(qīng)理有很大幫助。 ![]() 在外骨骼(gé)機(jī)器人大(dà)推(tuī)力的競賽上,美國老(lǎo)牌工業企(qǐ)業Sarcos Robotic動作更加(jiā)頻繁,這(zhè)家公司在2002年開始轉戰路線,開發商業(yè)機器人,並相繼推(tuī)出了Guardian XOS係列,S係列等多款外骨骼產品,涉足軍工、航空、航海(hǎi)以及安全等多個領域。Sarcos的外骨骼機器人主要具備三大特點:通過操作者(zhě)的反應和直覺來控製機(jī)器(qì)人、利(lì)用傳(chuán)感反饋使操作(zuò)者可看見、聽見或感覺到機(jī)器人的感官、隨身攜帶電源可支(zhī)持數小時(shí)緊急自主操作(zuò)。 ![]() 軍用外骨骼機器人HULC 世界上最大的國防承包商(shāng)Lockheed Martin與Berkeley Bionics合作並研(yán)發出軍用外骨骼機器人HULC。這一設備的(de)體積並不大(dà),可輕(qīng)鬆放入拉杆箱中(zhōng),而(ér)穿戴起來(lái)也十分方麵,隻需將腳踩在托(tuō)盤上,固定好(hǎo)大腿、腰部和肩部的係帶,HULC就可通過傳感器獲得行動者的意圖,並驅動液壓組建做出相應動作,保證設備的動作與(yǔ)穿戴者一致。 國際三大(dà)主流康複型企業 目前市(shì)場上做康複型外骨骼機器人的公(gōng)司較多,在這(zhè)些(xiē)機(jī)器人中由以下肢輔(fǔ)助機器人為主,主要麵向癱瘓、中風、衰老所導致的行動不便。 以色列的Rewalk、日本的Cyberdyne、以及美國(guó)的Ekso ,已經(jīng)成(chéng)為這一領域的三(sān)大主流公司。以色列的Rewalk成立於2001年,現已推出(chū)兩款外骨骼機器人產品Rewalk -Personal和Rewalk Rehabilitiation。前者適合在家庭、工作等社交環境使用,後者則主要針(zhēn)對臨床修複,為患者提供物(wù)理治療方式。 創始人山海嘉(jiā)之與外骨骼機器(qì)人(rén)HAL HAL重達23公斤,由充電電池驅動,續航(háng)時間接近(jìn)2小時40分鍾,它可以通(tōng)過運動神經元獲取大腦的(de)神經信號,它最神奇之處在於可探測到皮膚表麵(miàn)非(fēi)常微弱的信號,之後通過動力裝置控製肌肉和骨骼的(de)移動。在HAL的幫助下佩戴者不僅可以進行正常(cháng)的日常生活,還可以完成站立、步行、攀爬、抓(zhuā)握、舉重(chóng)物等高難度動作。 20世紀末UC Berkeley也開始了外骨骼機器人的研究,並研發出可通過控製(zhì)杆進行操作的電力增力型外骨骼機械手。2005年作為UC Berkeley機器人和人體工程學實驗室的(de)研究分支的Berkeley Bionics成立了,2009年(nián)與Lockheed Martin共同(tóng)利用HULC技術開發出智能仿生外骨骼“eLEGS”,幫助殘障人士回複站(zhàn)立和走路功能。 ![]() Ekso公司(sī)的(de)康複型外骨(gǔ)骼機器人Ekso GT 兩年(nián)後,該公司更名為Ekso Bionics,也就是康複型外骨骼機器人三大主流公司之一。在公司更名的同時,其(qí)產品eLEGS也更名為Ekso GT,2016年這一產品獲得了FDA的認證,成為(wéi)首個獲得FDA許可的用於中風(fēng)及偏癱患者的外骨骼(gé)設備。這一產(chǎn)品的手機高達10萬美元,如此高昂(áng)的(de)價格也(yě)自有道理,它包含(hán)FirstStep(康複治療師輔助進行(háng))、ActiveStep(用戶自主控製模式(shì)) 和(hé)ProStep(自動感應用戶身體動作觸發每一步)三種行走模式,目前在全球179多個康(kāng)複(fù)中心使用。去年該公司還推出了Smart Assist 和 Ekso Pulse 兩款輔助(zhù)軟件,前者可為醫生和理療師(shī)提供(gòng)最新的治療方案,Ekso後者則可在線衡量病人康複進展情況。 無論是增強型還是康複型外骨骼機器人,都將是實實在在解決人類生活中的問題,市場的存在就(jiù)決定了外(wài)骨骼機器人技術存在的必要。 |






