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(jī)甲，在惡劣的地表為生存而奮戰(zhàn)；《阿麗塔》中，機(jī)器能替代人類失去的肢體，使身體機(jī)能大幅提升。在現(xiàn)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(fù)站立甚至行走的希望。

市場潛力巨大的外骨骼機(jī)器人

雖然電影中的外骨骼五花八門，但從形態(tài)上來講，外骨骼機(jī)器人可大致分為大型外骨骼機(jī)器人和可穿戴式外骨骼兩類。可穿戴機(jī)器人國外代表性產(chǎn)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、新西蘭RexBionics公司的REX。

作為機(jī)器人領(lǐng)域的一個分支，外骨骼機(jī)器人技術(shù)曾一度被美國、日本、德國等國家壟斷，國內(nèi)企業(yè)在上游核心零部件方面也嚴(yán)重依賴國外。而在今年第六屆中國機(jī)器人峰會的現(xiàn)場，一些由國內(nèi)機(jī)器人企業(yè)自主研發(fā)的外骨骼機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)品紛紛亮相，奪人眼球，例如下圖中程天科技研發(fā)的外骨骼機(jī)器人。

（程天科技悠行外骨骼機(jī)器人）

目前，外骨骼機(jī)器人最成熟的應(yīng)用領(lǐng)域是醫(yī)療康復(fù)。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，僅在我國，肢體殘疾人數(shù)就超2000萬，有機(jī)構(gòu)預(yù)計全球潛在市場空間為千億級。根據(jù)Marketsandmarkets研究報告，未來幾年外骨骼機(jī)器人市場將以接近每年50%的速度增長，預(yù)計到2021年增長到140億元。

醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)級別的核心模組

程天科技的核心產(chǎn)品是悠行外骨骼機(jī)器人，它針對因腦補(bǔ)病變導(dǎo)致下肢步行功能障礙的患者，提供患者在正確的步態(tài)模式下進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，矯正患者康復(fù)訓(xùn)練早期錯誤的行走方式，提高康復(fù)訓(xùn)練的效率和患者康復(fù)效果，對于長期康復(fù)或難以恢復(fù)的患者，可以把悠行外骨骼作為輪椅的替代產(chǎn)品。

下肢失能、弱能，無法正常站立的人群由于長時間坐臥引發(fā)一系列并發(fā)病癥，如骨質(zhì)疏松、心肺能力下降、褥瘡等。長時間站立訓(xùn)練能有效的改善體質(zhì)，調(diào)理心理狀態(tài)。程天科技以外骨骼為核心產(chǎn)品，拓展出多個幫助失能弱能人群站立和轉(zhuǎn)移的醫(yī)療級產(chǎn)品。以程天科技的悠扶幫扶機(jī)器人為例，它相當(dāng)于一個電動移位機(jī)，作用是幫助患者離開病床，在室內(nèi)和社區(qū)間移動，提高生活質(zhì)量。

（程天科技悠扶幫扶機(jī)器人）

值得一提的是，悠扶幫扶機(jī)器人采用的集成麥克納姆輪伺服模組（包括控制驅(qū)動、麥輪和底盤）由程天科技自主研發(fā)。因此在固定規(guī)格之外，還可以提供定制服務(wù)，根據(jù)自動化工廠、車間、AGV、移動平臺等不同場所，可定制不同規(guī)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(jī)器人的核心元部件，無刷伺服驅(qū)動器的應(yīng)用范圍也非常廣泛，是多種生產(chǎn)設(shè)備中的關(guān)鍵一竅。據(jù)了解，程天科技研發(fā)的無刷伺服驅(qū)動器通過了醫(yī)療器械EMC標(biāo)準(zhǔn)，擁有超過百萬的出貨量。同樣，這款無刷伺服驅(qū)動器也可以根據(jù)具體需求提供定制化服務(wù)。

（程天科技無刷伺服驅(qū)動器）

AI技術(shù)為外骨骼機(jī)器人賦能

機(jī)器人大講堂了解到，悠行外骨骼機(jī)器人在運行使用的過程中，會產(chǎn)生關(guān)鍵數(shù)據(jù)，實時地存儲在云端，進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，不斷地評估和監(jiān)測用戶的使用狀況和健康情況，并在手機(jī)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(jī)APP上實時通知。

與服務(wù)機(jī)器人、教育機(jī)器人等不同，外骨骼機(jī)器人需要與人體接觸，通過傳感器收集人體意圖，進(jìn)行機(jī)械反饋，而如何準(zhǔn)確獲得人體的意圖，也正是外骨骼機(jī)器人研發(fā)的難點。如今隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，這一難題有望解決。

針對每個患者的不同身材體態(tài)，不同的步態(tài)模式，程天科技基于NVIDIA AI計算平臺研發(fā)了里程碑α核心板，通過AI算法針對性的調(diào)整機(jī)械外骨骼的參數(shù)，使得患者獲得更加個性化的訓(xùn)練。該核心板可以運行ROS操作系統(tǒng)，通過配合相關(guān)的底板，也可應(yīng)用于無人機(jī)、虛擬現(xiàn)實、自動駕駛等領(lǐng)域。

（程天科技里程碑α核心板）

未來可期

目前，我國的康復(fù)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)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(jīng)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(fù)機(jī)構(gòu)數(shù)量少、規(guī)模小、設(shè)備研發(fā)落后等現(xiàn)狀，需求與供給之間嚴(yán)重的不平衡催生了技術(shù)研發(fā)的動力。

總體而言，目前外骨骼康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域仍處于快速發(fā)展期，國外產(chǎn)品價格高昂，國內(nèi)產(chǎn)品具有更強(qiáng)的成本優(yōu)勢，應(yīng)當(dāng)加大產(chǎn)業(yè)扶持力度。國內(nèi)和國外的技術(shù)差距縮小，產(chǎn)品應(yīng)用場景隨之增多，新的變革將成為國內(nèi)外骨骼機(jī)器人企業(yè)的機(jī)會，同時這些企業(yè)也被給予厚望。

或許在未來，購買一款外骨骼機(jī)器人會像買一部手機(jī)一樣，外骨骼機(jī)器人成為我們?nèi)粘Ｉ畋貍涞墓ぞ撸蔀槿祟愖呦蛉藱C(jī)共生的里程碑。