瘫痪美女小姐姐自主行走、外卖小哥负重100斤爬5楼……“机甲时代”外骨骼设备带来了哪些奇迹？-技术圈

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导读

随着传感器、控制系统、硬件材料的革新，外骨骼系统从漫画中的构想走向实验室、最终实现了落地，并逐渐突破了军用领域的桎梏，实现了商用。

近日，一段瘫痪小姐姐自主行走的视频走红网络，视频中，在12年前就被医生宣告终身瘫痪的舞蹈表演者@几木朵_穿戴好充满科技感的外骨骼设备后，先是慢慢站了起来，随即勇敢地迈出了第一步，虽然动作略显生疏，但喜悦与激动之情溢于言表。据悉，@几木朵_是接受了杭州程天科技发展有限公司的邀请，在其智能康复中心体验了公司的外骨骼机器人。

上百万播放量的视频下，上千条评论、转发在鼓励博主的同时，也再一次将“外骨骼”推向大众热议的焦点。该条微博的热评第一条正是来自一位康复外骨骼工程师，看过其他网友对于外骨骼为患者带来神奇改变后的惊讶与激动，他表示感到责任重大。

在深度感受着科技温度的同时，越来越多网友（尤其是家里有肢体残疾亲属的网友）对外骨骼设备从最开始的好奇、惊叹到逐渐赋予厚望。

外骨骼创造的“机甲战士”

外骨骼技术可以看作是一种可穿戴于人体的机械结构，通过精巧的力学设计和灵敏的传感操控等，实现穿戴者行动能力的提升，最初以战斗装备的形式出现于家喻户晓的漫威漫画《钢铁侠》中，并很快引起了美国军方的关注。

1963年，美国陆军武器研究者谢尔盖·扎鲁德尼发表了一份报告，描述了他设计的可穿戴机器外衣为穿戴者带来的巨大能量。显然，就彼时的技术水平而言，让钢铁侠走进现实还存在较大技术鸿沟，幸而创新技术正在一点点拉近人类奇思妙想与现实场景的差距。

五角大楼国防高级研究计划署（Darpa）于2000年开始了为期7年投资7500万美元的机械外骨骼研究计划。此外，日本公司也一直在努力以商业用途开发外骨骼，特别是帮助残疾人和老年人进行日常生活。

回望国内，中国兵器集团202所外骨骼项目也于2013年正式立项，2015年7月，中国单兵外骨骼系统首次亮相于中国军民融合技术装备博览会。

多年来，随着传感器、控制系统、硬件材料的革新，外骨骼系统从漫画中的构想走向实验室、最终实现了落地，并逐渐突破了军用领域的桎梏，实现了商用。对于普罗大众而言，除了拯救世界的超级英雄之外，医疗、工业这两位“机甲战士”的轮廓也逐渐变得清晰起来。

在医疗领域，外骨骼主要可用于康复治疗。

像@几木朵_所用的外骨骼，就是先通过传感器检测用户意图，再带动患肢运动，属于康复训练外骨骼中的辅助训练，主要作用是带着患者先动起来，以刺激神经可塑性等方式开始康复进程。除此之外还可以进行约束训练，即用设定好的程序带动患者做出指定动作，从简单的动作开始，适应了以后再慢慢加大动作幅度和每次训练时长，也被称作“分步康复机器人”。恢复到一定程度后就可以进行抵抗训练，外骨骼会对患者运动施加反方向的阻力来锻炼患肢的力量。

程天科技外骨骼机器人，图源@几木朵_

辅助行走外骨骼则是针对还具有一定运动能力，但身体虚弱、行走不便的人群，及时检测用户意图满足日常活动，同时还可以检测身体姿态，如上坡时提供助力，下坡时提供阻力，让使用者保持运动稳定。

在经历了艰难的康复训练后，很多患者已经在外骨骼的帮助下创造了奇迹：在“2020年查尔斯顿马拉松赛”上，一名来自南卡罗莱纳州的下半身瘫痪男子穿着外骨骼服饰跑完了26.2英里(约42公里)的全程马拉松，并以33小时50分23秒的成绩打破该项目原有纪录。

在工业领域，外骨骼主要应用于工业制造、物流运输等行业，尤其是很多工业制造需要高强度的体力劳动，短期内也无法完全用机器人取代。例如，在汽车装配工作中，工人经常需要双臂上举，手持工具长时间抬头作业，容易造成上肢肌肉疲劳，降低工作效率。因此，一些汽车工厂引入了上肢外骨骼机器人，减少工人体力消耗，在提高效率的同时也可以防止工伤事故。

此外，外骨骼的“超级力量”也可以将外卖小哥包装成“机甲骑士”，去年4月，一则饿了么外卖小哥身着外骨骼机甲送餐的照片登上了热搜，小哥身着外骨骼机器人外卖设备，背负100斤重的物品也可像背了一台笔记本电脑一样，轻松行走，上下楼梯。

减轻自重降低成本

可以看出，外骨骼技术的应用前景还是十分广阔的，目前已经有不少高校研究机构和公司都在进行这方面的研究。

高校方面，包括国内的清华、南航等，以及国外的UC伯克利、哈佛、MIT等，近年来都不断在产出相关的研究成果。例如，哈佛的Conor Walsh教授项目组曾产出过一款柔性外骨骼，协助中风患者独立行走；北航博士杨兴帮研发了一款踝关节外骨骼系统，针对踝关节功能未完全受损的足下垂患者，通过机械训练助其恢复健康。

图源：量子位

企业方面，国内的广州一康、晁禾医疗、蝶和医疗等企业率先进军康复机器人，傲鲨智能、程天科技、尖叫科技、大艾机器人、布法罗机器人等外骨骼机器人公司呈现爆发之势，吸引了联想创投、蓝驰创投、IDG、火山石、前海母基金、睿顶资本等多方投资。

国外企业有美国知名机器人研发企业萨科斯机器人、以色列的Rewalk、日本的Cyberdyne、美国的Ekso Bionics公司、法国的Wandercraft。

然而，外骨骼概念虽然频频惊艳众人，但却仍未飞入寻常百姓家，至于原因，从@几木朵_的微博评论中我们也可以窥探一二，售价自然是最大的阻碍，降低使用门槛依旧是外骨骼机器人推广的重中之重。目前，因康复所需一定的专业知识，康复外骨骼机器人基本都属于医院或康复中心，供患者付费使用，，很少有患者选择购买康复机器人在家自行训练。