要說機器人研究哪家強，哈佛的機器人研究絕對首屈一指，無論是僅有86克的微型機器人RoboBee，還是靠著體內化學反應自驅動的軟體章魚機器人，哈佛的機器人研究腦洞大的總能讓你驚嘆，原來機器人還可以這樣！就在上個月，哈佛又推出了今年的明星產品—

要說機器人研究哪家強，哈佛的機器人研究絕對首屈一指，無論是僅有86克的微型機器人RoboBee，還是靠著體內化學反應自驅動的軟體章魚機器人，哈佛的機器人研究腦洞大的總能讓你驚嘆，原來機器人還可以這樣！

就在上個月，哈佛又推出了今年的明星產品——Warrior Web（勇士機器軟甲），這款機器人是美國國防部先進研究項目局（DARPA）早期支持的項目，它非常的輕便，通過為傳遞者提供下肢肌肉平行助力來增強其運動機能，降低在崎嶇地形行軍的疲勞損耗并提高行軍速度。而這種可穿戴、為人類提供助力的機器人在學術上有個十分形象的稱呼——外骨骼機器人。

作為機器人領域的一個分支，外骨骼機器人的研究從1960年開始從未間斷，而這項技術不僅可使人類擁有大力水手、鋼鐵俠般的超能力，更是幫助殘疾甚至癱瘓人士重新站立行走。如果說2018年機器人市場的規模將達1031億美元之高，那么外骨骼機器人則是定這千億市場不得不提的一個領域。

縱觀全球的外骨骼機器人研究情況，由于只是一個概念性的定義，外骨骼機器人產品的形態各異，當然也出現了不少堪稱奇葩的產品。目前外骨骼機器人市場玩家雖形成增強型和康復型兩大陣營，但市場表現卻不溫不火。是什么限制了外骨骼機器人市場的發展，入位的各位玩家未來又該如何拓展市場呢？

半個多世紀的難題：意圖獲取

外骨骼原指為生物提供保護和支持的堅硬外部結構，比如蟑螂、甲蟲等硬殼昆蟲或蝦、蟹之類的甲殼類動物。人類、鳥類等具有皮毛的動物則都屬于內骨骼結構。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。

外骨骼機器人也稱可穿戴機器人，融合傳感、控制、信息、融合、移動計算等技術于一身，涉及擬人化機械結構設計、驅動系統選擇、能源問題及控制系統原理等關鍵技術。

與服務機器人、教育機器人等不同的是，外骨骼機器人需要與人體接觸，通過傳感器收集人體意圖，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，而如今人工智能技術的發展，將有望解決這一開發難題。

與水下機器人類似，外骨骼機器人的最初研究也是在軍用領域。早在上世紀60年代，美國軍方便率先開展了外骨骼機器人的研究，目的是設計增強型軍用裝甲，同期康奈爾大學也開展了外骨骼機器人的研究，至今已有半個多世紀了。早期的一批研究機構還包括，知名院校如MIT、加州伯克利分校、密西根州大學等。

美國和日本在外骨骼機器人的研究上起步較早，研究成果和專利也更為豐富。尤其在動力系統方面，不僅出現了電力驅動、液壓驅動甚至是氣動等多種方案。這三種方案適用于不同的產品，也各有優勢，電力驅動的機器人的動力更強勁，但人體負重較大，而液壓驅動和氣動的機器人則較為輕便。

而中國的外骨骼機器人目前仍以學術研究為主，中科院、電子科技大學、北航等都在開展外骨骼機器人的研究。除了學術研究外，部分院校還開始探索“產學研”的模式，如依托于北航的大艾機器人、東南大學與科遠股份的合作研究等。

市場“魚龍混雜”

在市場方向上，外骨骼機器人的玩家主要戰隊兩大陣營：增強型、康復型。增強型主要在于軍事和工業用途上，康復型主要應用于醫療領域，幫助行動不便者重獲行走能力。

我們整理了國內外的外骨骼機器人玩家，發現松下、Festo等大公司已經入局外骨骼機器人的研發，同時，美國、加拿大、中國也出現了不少創企，并推出了多款產品。

1、增強型外骨骼機器人公司

增強型外骨骼機器人公司主要在美國和日本。成立于2000年的日本Tmsuk公司在2004年推出了被稱為“超級救援機器人”的T52Enryu液壓驅動機器人，這款機器人重大達5噸，身高達3米，在長岡技術科學大學的測試中，T52Enryu舉起了一輛汽車。這款機器人對于位于環太平洋地震帶上，對于地震頻發的日本來說，在救援和現場清理有很大幫助。

在外骨骼機器人大推力的競賽上，美國老牌工業企業Sarcos Robotic動作更加頻繁，這家公司在2002年開始轉戰路線，開發商業機器人，并相繼推出了Guardian XOS系列，S系列等多款外骨骼產品，涉足軍工、航空、航海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：通過操作者的反應和直覺來控制機器人、利用傳感反饋使操作者可看見、聽見或感覺到機器人的感官、隨身攜帶電源可支持數小時緊急自主操作。

▲軍用外骨骼機器人HULC

世界上最大的國防承包商Lockheed Martin與Berkeley Bionics合作并研發出軍用外骨骼機器人HULC。這一設備的體積并不大，可輕松放入拉桿箱中，而穿戴起來也十分方面，只需將腳踩在托盤上，固定好大腿、腰部和肩部的系帶，HULC就可通過傳感器獲得行動者的意圖，并驅動液壓組建做出相應動作，保證設備的動作與穿戴者一致。

2、國際三大主流康復型企業

目前市場上做康復型外骨骼機器人的公司較多，而我們的統計不包括大型醫療康復設備，僅僅指的是可穿戴并可進行自由活動的外骨骼機器人，在這些機器人中由以下肢輔助機器人為主，主要面向癱瘓、中風、衰老所導致的行動不便。

以色列的Rewalk、日本的Cyberdyne、以及美國的Ekso ，以及成為這一領域的三大主流公司。以色列的Rewalk成立于2001年，現已推出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，后者則主要針對臨床修復，為患者提供物理治療方式。

▲Cyberdyne創始人山海嘉之與外骨骼機器人HAL

2004年，在日本政府的資助下，日本筑波大學教授山海嘉之成立了Cyberdyne公司，次年便在愛知世博會上推出其旗艦產品HAL（Hybrid Assistive Llimb，即混合輔助假肢），并憑借這一系列機器成為日本最著名的機器人公司。HAL重達23公斤，由充電電池驅動，續航時間接近2小時40分鐘，它可以通過運動神經元獲取大腦的神經信號，它最神奇之處在于可探測到皮膚表面非常微弱的信號，之后通過動力裝置控制肌肉和骨骼的移動。在HAL的幫助下佩戴者不僅可以進行正常的日常生活，還可以完成站立、步行、攀爬、抓握、舉重物等高難度動作。

20世紀末UC Berkeley也開始了外骨骼機器人的研究，并研發出可通過控制桿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研究分支的Berkeley Bionics成立了，2009年與Lockheed Martin共同利用HULC技術開發出智能仿生外骨骼“eLEGS”，幫助殘障人士回復站立和走路功能。

▲Ekso公司的康復型外骨骼機器人Ekso GT

兩年后，該公司更名為Ekso Bionics，也就是康復型外骨骼機器人三大主流公司之一。在公司更名的同時，其產品eLEGS也更名為Ekso GT，2016年這一產品獲得了FDA的認證，成為首個獲得FDA許可的用于中風及偏癱患者的外骨骼設備。這一產品的手機高達10萬美元，如此高昂的價格也自有道理，它包含FirstStep（康復治療師輔助進行）、ActiveStep（用戶自主控制模式） 和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多個康復中心使用。去年該公司還推出了Smart Assist 和 Ekso Pulse 兩款輔助軟件，前者可為醫生和理療師提供最新的治療方案，Ekso后者則可在線衡量病人康復進展情況。

3、國內玩家近年初現

中國在外骨骼機器人上的研究始于2000年左右，而在市場方面，我國也有有一些上市公司和創企在做相關研究，并推出幾款針對下肢恢復功能的外骨骼機器人，但目前為止還沒有一家公司獲得CFDA的認證，商業進展也處于初步階段。

▲傅立葉智能外骨骼機器人Fourier X1

近日，國內外骨骼機器人創企傅立葉智能宣布完成了3000萬的A輪融資。這家已19世紀偉大的數學家名字命名的的公司，成立于2015年，目前已推出了兩款產品上肢力反饋運動控制系統Fourier M2以及下肢外骨骼機器Fourier X1。

▲左為Ailegs艾動，右為Aiwalker艾康

無獨有偶，就在春節前，北京的一家外骨骼機器人公司大艾機器人也傳出了融資消息，而這家公司則是外骨骼機器人領域產學研的代表。這家公司的研究團隊全部來自于清華、北航等知名高校，其董事長帥梅還是北航機電系的副教授。目前，他們已經推出了兩款產品，其中Ailegs艾動主打下肢損傷中后期康復訓練，而Aiwalker艾康則配有移動臺架，供早期康復患者使用。

除了這兩家最近活的融資的公司外，位于杭州的尖叫科技也推出了名為Scream One的實時人體交互步態移動外骨骼機器人。

多數的外骨骼機器人都是采用剛性驅動，而深圳的邁步機器人在去年年末推出的BEAR H1則采用了柔性驅動器作為輸出，不僅提高了力控制時的穩定性和精度，還降低了設備與使用者間的摩擦，提升了使用的安全性也節省了設備的能量消耗。同時，BEAR H1的價格僅為國外同類產品的一半甚至三分之一。而值得一提的是，這家成立于2016年的創企，其聯合創始人陳功、葉晶均為投身創業大潮的海歸博士。

此外，國內還有尖叫科技、峰湃科技以及程天科技等初創公司。而在美國和加拿大也出現了Superflex、SuitX、Tréxō Robotic等外骨骼機器人初創企業。雖然目前各家的產品已初具形態，但在技術和用戶體驗上尚有很大的提升空間。

市場為啥不溫不火？

外骨骼機器人最成熟的應用領域是在醫療康復，而在醫療康復領域則存在兩大痛點問題，一是在康復領域主要采用人工進行一對一的訓練，在治療案例以及數據上也十分欠缺，這就導致康復領域尚未有標準化的流程，加之國內專業的康復師極其缺乏，醫院的治療效率有待提高。二是即便是在醫院訓練過的患者，有些在訓練后還會有后遺癥，這將使其在生活中遇到走路不便等障礙。

在使用外骨骼機器人進行訓練時，醫生為外骨骼機器人設置參數，接下來就由外骨骼機器人帶領患者進行一步一步的重復性訓練。與一對一治療相比，在外骨骼機器人的幫助下，一個醫生可實現一對十，甚至是一對二十的效果，效率也極大的提升了。

目前，國內的外骨骼市場沒有發展起來的原因，最大的絆腳石依然是技術本身。首先，我們前面也提到對人體意圖的收集是最難的點，其次，由于兩足行走是非常復雜的，而把人放在機器里也有極大的安全風險的，因此國內的醫療器械是需要通過CFDA認證才可上市銷售的。此外，除了受控制最嚴格的環境，而這些外骨骼機器人僅能因對一些特定情況，對于更多的情況則束手無措。

結語：外骨骼市場亟待挖掘

據調查顯示，目前我國的康復醫院中民營的比例已達到58.1%，相對于公立醫療機構壁壘高、建設費用高等問題，民營醫療機構的采購周期短、更注重性價比，這將為國產外骨骼機器人提供市場機會。

無論是增強型還是康復型外骨骼機器人，都將是實實在在解決人類生活中的問題，市場的存在就決定了外骨骼機器人技術存在的必要。而目前外骨骼機器人市場的技術、資金、人才等都不充足，還有待開發。