一、外骨骼機(jī)器人的發(fā)展歷程

1）探索和實(shí)驗(yàn)（1960-1980）

美國(guó)科研機(jī)構(gòu)引領(lǐng)第一波研發(fā)熱潮，最早的外骨骼實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)以軍用為主，但難以投入實(shí)際應(yīng)用，各國(guó)科研機(jī)構(gòu)繼而開(kāi)展醫(yī)療康復(fù)等用途的外骨骼，實(shí)用性增強(qiáng)。

2）平緩發(fā)展（1980-2000）

外骨骼機(jī)器人逐步走出實(shí)驗(yàn)室，企業(yè)界和科研專(zhuān)家雙向推動(dòng)外骨骼機(jī)器人的技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)化。

3）技術(shù)突破性發(fā)展（2000年至今）

計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、材料技術(shù)和控制技術(shù)的迭代更新引發(fā)外骨骼機(jī)器人進(jìn)入技術(shù)突破和規(guī)模化應(yīng)用階段，發(fā)達(dá)國(guó)家在外骨骼機(jī)器人領(lǐng)域科研成果和商業(yè)化成果顯著。

2000年后出現(xiàn)較多科技企業(yè)，三家公司于2014年陸續(xù)上市。

（1）ReWalkRobotics，上市公司

2001年在以色列成立，是第一個(gè)通過(guò)美國(guó)FDA的醫(yī)療外骨骼系統(tǒng)，產(chǎn)品為針對(duì)下肢癱患者的助行外骨骼。

（2）CYBERDYNE，上市公司

由日本筑波大學(xué)山海嘉之教授于2004年創(chuàng)辦，核心產(chǎn)品為HAL外骨骼，應(yīng)用于醫(yī)療康復(fù)、殘疾人助力、災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)救援等用途。

（3）EksoBionics，上市公司

成立于2005年，經(jīng)營(yíng)軍事、醫(yī)療等多場(chǎng)景的外骨骼機(jī)器人，常年與DARPA有合作項(xiàng)目。

二、外骨骼機(jī)器人的未來(lái)發(fā)展

自2000年以來(lái)，外骨骼機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展已超20年，根據(jù)當(dāng)前企業(yè)發(fā)展及技術(shù)進(jìn)步方向， 未來(lái)三十年技術(shù)、產(chǎn)品及行業(yè)發(fā)展四大趨勢(shì)：

1）“人-機(jī)融合”大勢(shì)所趨，人-機(jī)增強(qiáng)技術(shù)將在未來(lái)三十年應(yīng)用成熟化

國(guó)際性半機(jī)械人奧運(yùn)會(huì) Cybathlon 促進(jìn)“人-機(jī)融合”概念普及和展現(xiàn)前沿研究成果。

半機(jī)械人奧運(yùn)會(huì)Cybathlon由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH Zurich）主辦， 已于2016年、2020 年成功舉辦兩屆，每屆有超過(guò)20個(gè)國(guó)家的研究團(tuán)隊(duì)參與，動(dòng)力外骨骼為競(jìng)賽六大項(xiàng)目之一， 2020年韓國(guó)Angel Robotics獲得動(dòng)力外骨骼賽事冠軍。

美國(guó)國(guó)防部衛(wèi)生與人類(lèi)績(jī)效生物技術(shù)委員會(huì)（BHPC）研究 組認(rèn)為“人-機(jī)融合”是國(guó)防安全和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向。人-機(jī)增強(qiáng)技術(shù)將在2050年之前廣泛應(yīng)用，民用需求和生物經(jīng)濟(jì)將推動(dòng)技術(shù)應(yīng)用成熟化。

民用市場(chǎng)醫(yī)療保健需求巨大，新興生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展勢(shì)頭迅猛，人-機(jī)增強(qiáng)技術(shù)將廣泛應(yīng)用于增強(qiáng)、輔助人體功能的外骨骼機(jī)器人設(shè)備等產(chǎn)品。

AI技術(shù)方案能夠優(yōu)化人-機(jī)協(xié)同性和安全性：根據(jù)產(chǎn)業(yè)專(zhuān)家和科研專(zhuān)家觀點(diǎn)，AI方法能夠提升外骨骼機(jī)器人控制系統(tǒng)，突破力控算法，實(shí)現(xiàn)算力更強(qiáng)和低延時(shí)，AI方案能實(shí)現(xiàn)穿戴更方便、路徑規(guī)劃更合理等性能優(yōu)化。

柔性材料的應(yīng)用能夠提升人機(jī)耦合度和穿戴舒適性：由于剛性材料外骨骼易對(duì)穿戴者造成束縛感，柔性外骨骼應(yīng)運(yùn)而生，其技術(shù)研發(fā)已有十年，以美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）2011年啟動(dòng)的柔性外骨骼項(xiàng)目“勇士織衣”為代表。

該項(xiàng)目主要合作研究機(jī)構(gòu)，哈佛大學(xué)韋斯研究所，指出柔性外骨骼更為輕便舒服、與功能性服裝結(jié)合的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能夠提升穿戴者的活動(dòng)能力、活動(dòng)質(zhì)量和耐力等，延長(zhǎng)持續(xù)穿戴時(shí)間。

2）康復(fù)醫(yī)療體系發(fā)展將推動(dòng)醫(yī)療康復(fù)類(lèi)外骨骼機(jī)器人規(guī)?；瘧?yīng)用

世界衛(wèi)生組織指出康復(fù)是全民健康覆蓋的重要內(nèi)容，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)“確保健康生活，促進(jìn)全年齡段公民健康”的一項(xiàng)關(guān)鍵戰(zhàn)略。目前，估計(jì)全球共有24億人需要康復(fù)服務(wù)，康復(fù)醫(yī)療資源將成倍數(shù)增長(zhǎng)。

世界衛(wèi)生組織于2017年提出《康復(fù)2030》倡議項(xiàng)目，指出隨著人口老齡化和慢性病患者數(shù)量的增加，全球康復(fù)需求預(yù)計(jì)將進(jìn)一步增加，因此康復(fù)是21世紀(jì)的優(yōu)先健康戰(zhàn)略，推行康復(fù)健康戰(zhàn)略有助于人口功能優(yōu)化。

世界衛(wèi)生組織強(qiáng)調(diào)醫(yī)療康復(fù)輔助器具對(duì)康復(fù)治療的重要性，呼吁國(guó)家醫(yī)療體系完善融資和采購(gòu)政策以確保所有康復(fù)患者能夠使用輔助器具進(jìn)行康復(fù)治療，重點(diǎn)提升醫(yī)療康復(fù)輔助器具的覆蓋率、可獲得性、完善醫(yī)師培訓(xùn)、患者操作培訓(xùn)等機(jī)制。

中國(guó)醫(yī)療能力增長(zhǎng)速度全球最快，醫(yī)療改革效果顯著，將進(jìn)一步發(fā)展完善醫(yī)療服務(wù)體系，其中康復(fù)醫(yī)療發(fā)展將帶動(dòng)醫(yī)用外骨骼機(jī)器人市場(chǎng)增長(zhǎng)。

3）勞動(dòng)力成本攀升，非標(biāo)化工業(yè)場(chǎng)景只增不減，工業(yè)外骨骼需求廣泛

全球老齡人口撫養(yǎng)比歷年增長(zhǎng)、人口老齡化問(wèn)題加劇，未來(lái)勞動(dòng)力成本將大大提高。工業(yè)外骨骼技術(shù)有望成為提高勞動(dòng)力效率和生產(chǎn)力的重要工具。

消費(fèi)市場(chǎng)需求多樣化，多品種、小批量的柔性生產(chǎn)方式將成趨勢(shì)，采用工業(yè)外骨骼機(jī)器人將提升工人單位工作效率、減少職業(yè)病、延長(zhǎng)工人工作壽命：在汽車(chē)、家電、航空等工業(yè)領(lǐng)域有大量以定制化為主的柔性工業(yè)場(chǎng)景，無(wú)法完全用自動(dòng)化設(shè)備替代人力。

中國(guó)民用航空約90%為窄體機(jī)，行李搬運(yùn)無(wú)法使用機(jī)器，搬運(yùn)工人腰部損傷頻發(fā)，工人工作壽命不超過(guò)2年。

4）受市場(chǎng)需求和科研進(jìn)步驅(qū)動(dòng)，外骨骼機(jī)器人產(chǎn)業(yè)入局者將大大增加

資本對(duì)外骨骼機(jī)器人關(guān)注度有望大大提升：根據(jù)CB Insights數(shù)據(jù)，2016年至今，外骨骼機(jī)器人產(chǎn)業(yè)融資將近百次交易，融資總規(guī)模億美元級(jí)別，比較與外骨骼機(jī)器人有相似性和重合度的三個(gè)產(chǎn)業(yè)，醫(yī)療設(shè)備、機(jī)器人及智能可穿戴設(shè)備，融資規(guī)模均超十億美元。

外骨骼機(jī)器人產(chǎn)業(yè)使用場(chǎng)景豐富、潛在需求大、科技含量高，技術(shù)突破有賴于資金支持。預(yù)計(jì)將有更大規(guī)模資本投資外骨骼機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，從而加速技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

技術(shù)市場(chǎng)化、產(chǎn)學(xué)研融合日趨發(fā)展，例如美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校機(jī)械工程教授Homayoon Kazerooni博士已先后創(chuàng)立了Ekso Bionics和SuitX兩家初創(chuàng)企業(yè)。

中國(guó)外骨骼機(jī)器人創(chuàng)業(yè)者以具有科研技術(shù)背景的專(zhuān)業(yè)人士為主，其中不乏具有哈佛等世界一流科研背景者。此外，優(yōu)惠創(chuàng)業(yè)政策、優(yōu)質(zhì)供應(yīng)鏈等利好因素將進(jìn)一步促進(jìn)創(chuàng)業(yè)規(guī)模。

汽車(chē)制造商面臨日益增多的個(gè)性化、定制化需求，對(duì)工業(yè)類(lèi)外骼機(jī)器人愈發(fā)重視。大型汽車(chē)制造商擁有雄厚技術(shù)基礎(chǔ)，韓國(guó)現(xiàn)代、日本本田等已投資外骨骼機(jī)器人研發(fā)多年，福特汽車(chē)、奧迪汽車(chē)等已開(kāi)始測(cè)試性部署外骨骼機(jī)器人。

審核編輯 黃宇