國貨當自強，國產外骨骼既有硬功夫也有軟實力

導讀

今年上半年，兩部科幻影片《流浪地球》和《阿麗塔》相繼被熱議。《流浪地球》中的救援隊員們身著外骨骼機甲，在惡劣的地表為生存而奮戰；《阿麗塔》中，機器能替代人類失去的肢體，使身體機能大幅提升。在現實生活中，也有人正在利用外骨骼，使失去行走能力、運動能力的人，重新恢復站立甚至行走的希望。

作者：Monday

市場潛力巨大的外骨骼機器人

雖然電影中的外骨骼五花八門，但從形態上來講，外骨骼機器人可大致分為大型外骨骼機器人和可穿戴式外骨骼兩類。可穿戴機器人國外代表性產品有以色列ReWalk Robotics公司的ReWalk系列，日本Cyberdyne公司的HAL、美國Berkeley Bionics公司的eLEGS、紐西蘭RexBionics公司的REX。

作為機器人領域的一個分支，外骨骼機器人技術曾一度被美國、日本、德國等國家壟斷，國內企業在上游核心零部件方面也嚴重依賴國外。而在今年第六屆中國機器人峰會的現場，一些由國內機器人企業自主研發的外骨骼機器人技術產品紛紛亮相，奪人眼球，例如下圖中程天科技研發的外骨骼機器人。

（程天科技悠行外骨骼機器人）

目前，外骨骼機器人最成熟的應用領域是醫療康復。統計數據顯示，僅在我國，肢體殘疾人數就超2000萬，有機構預計全球潛在市場空間為千億級。根據Marketsandmarkets研究報告，未來幾年外骨骼機器人市場將以接近每年50%的速度增長，預計到2021年增長到140億元。

醫療器械標準級別的核心模組

程天科技的核心產品是悠行外骨骼機器人，它針對因腦補病變導致下肢步行功能障礙的患者，提供患者在正確的步態模式下進行康復訓練，矯正患者康復訓練早期錯誤的行走方式，提高康復訓練的效率和患者康復效果，對於長期康復或難以恢復的患者，可以把悠行外骨骼作為輪椅的替代產品。

下肢失能、弱能，無法正常站立的人群由於長時間坐卧引發一系列並發病症，如骨質疏鬆、心肺能力下降、褥瘡等。長時間站立訓練能有效的改善體質，調理心理狀態。程天科技以外骨骼為核心產品，拓展出多個幫助失能弱能人群站立和轉移的醫療級產品。以程天科技的悠扶幫扶機器人為例，它相當於一個電動移位機，作用是幫助患者離開病床，在室內和社區間移動，提高生活質量。

（程天科技悠扶幫扶機器人）

值得一提的是，悠扶幫扶機器人採用的集成麥克納姆輪伺服模組（包括控制驅動、麥輪和底盤）由程天科技自主研發。因此在固定規格之外，還可以提供定製服務，根據自動化工廠、車間、AGV、移動平台等不同場所，可定製不同規格的集成麥克納姆輪伺服模組。

(程天科技集成麥克納姆輪伺服模組)

除了集成麥克納姆輪伺服模組，作為機器人的核心元部件，無刷伺服驅動器的應用範圍也非常廣泛，是多種生產設備中的關鍵一竅。據了解，程天科技研發的無刷伺服驅動器通過了醫療器械EMC標準，擁有超過百萬的出貨量。同樣，這款無刷伺服驅動器也可以根據具體需求提供定製化服務。

(程天科技無刷伺服驅動器）

AI技術為外骨骼機器人賦能

機器人大講堂了解到，悠行外骨骼機器人在運行使用的過程中，會產生關鍵數據，實時地存儲在雲端，進行大數據分析，不斷地評估和監測用戶的使用狀況和健康情況，並在手機APP上顯示用戶的健康評定圖表。另一方面，用戶的定位、呼叫等信息也可以在家屬版手機APP上實時通知。

與服務機器人、教育機器人等不同，外骨骼機器人需要與人體接觸，通過感測器收集人體意圖，進行機械反饋，而如何準確獲得人體的意圖，也正是外骨骼機器人研發的難點。如今隨著人工智慧技術的發展，這一難題有望解決。

針對每個患者的不同身材體態，不同的步態模式，程天科技基於NVIDIA AI計算平台研發了里程碑α核心板，通過AI演算法針對性的調整機械外骨骼的參數，使得患者獲得更加個性化的訓練。該核心板可以運行ROS操作系統，通過配合相關的底板，也可應用於無人機、虛擬現實、自動駕駛等領域。

(程天科技里程碑α核心板）

未來可期

目前，我國的康復醫療產業仍處於發展初期，一面是卒中、腦癱、帕金森等行動能力受到影響的神經退行性疾病龐大且迫切的市場需求，一面是資金投入少，康復機構數量少、規模小、設備研發落後等現狀，需求與供給之間嚴重的不平衡催生了技術研發的動力。

總體而言，目前外骨骼康復機器人領域仍處於快速發展期，國外產品價格高昂，國內產品具有更強的成本優勢，應當加大產業扶持力度。國內和國外的技術差距縮小，產品應用場景隨之增多，新的變革將成為國內外骨骼機器人企業的機會，同時這些企業也被給予厚望。

或許在未來，購買一款外骨骼機器人會像買一部手機一樣，外骨骼機器人成為我們日常生活必備的工具，成為人類走向人機共生的里程碑。

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