發布日期：2017-11-15

一個雙十一，是一場1682億的數字狂歡，也是阿里一年中最為耀眼的時刻。不過，另一件小事則吸引了雷鋒網編輯的注意。那就是劉強東在頭條號上發布了一則視頻，內容顯示京東為物流工作人員研發了一款外骨骼機器人，盡力減少他們的腰椎損傷。物流人員需要頻繁的彎腰拿取商品，造成腰椎病的人很多，尤其這段時間是物流高峰時期。

一家企業的成功不只是體現在業績的好壞，更在于對員工付出了多少關懷。當然，雷鋒網同時關心的是，這是國內外骨骼在工業應用上的首個應用。

京東員工穿戴外骨骼機器人工作

外骨骼機器人的起源

關于外骨骼機器人，其實大家應該都并不陌生，在好萊塢科幻大片如《明日邊緣》中，外骨骼被湯姆·克魯斯和一眾士兵穿上后讓其成為超級戰士，戰斗力直接增強數倍。

《明日邊緣》劇照

而在現實中，外骨骼機器人的發展可追溯到19世紀，英國著名插畫師Robert Seymour在1830年所繪的《Walking By Steam》中以蒸汽為動力的行走輔助裝置啟迪了無數科學工作者對這一概念的探索，也成為了當代動力外骨骼技術的雛形。

1890年，當時一位叫尼古拉斯·亞根的俄羅斯人發明了一種用壓縮空氣包為動力的類外骨骼系統。1917年，美國發明家則開發了一種以蒸汽為動力的外骨骼。

到1970年，通用電氣設計的Hardman系統，包含了30多個關節，能舉起1500磅的重量。20世紀末期，隨著電子技術、傳感器技術和控制技術的飛速發展，外骨骼系統取得了歷史性突破，美國軍火巨頭雷神公司通過收購Sarcos開發的XOS外骨骼系統，能幫助穿戴者輕易舉起幾百磅的物體數百次，這種系統由結構、傳感器、執行器、控制器和高壓液壓系統組成。

除了軍用，外骨骼機器人開始在商業上也有了發展。日本筑波大學的機械人專家三階吉行和他的同事們在2004年創建了一個叫做“Cyberdyne”的公司，開始把他們花了十年時間研制的動力外骨骼機器人推向市場。他們研發了一款名為HAL的外骨骼機器人，主要用于醫療領域，幫助殘障者行動和傷患復健。除了HAL，以色列的Rewalk、日本的HAL、美國的Ekso如今也是這個領域的佼佼者。

外骨骼機器人HAL

國內外骨骼機器人的發展

相對于以上這幾個國家，中國在外骨骼的研究上處于落后階段，不過發展路徑也是從軍用到商用。

2013年，由南京軍區總醫院博士后工作站研發的首部外骨骼裝置正式亮相，被定義為“單兵負重輔助系統”，面向軍用領域、專注于壓縮負重，并能夠快速同步穿戴者的動作。盡管它被認為是目前國內最完善的外骨骼裝置，但其功能相對單一，且負重能力以及設計結構仍有待提升。

此外，由中科院常州先進所設計研發的EXOP-1外骨骼系統已于2014年正式進入調試階段。本體全部由航空鋁打造的它配備了22個傳感器、 6個驅動器和1個控制器，造價在30萬元左右。相比于在南京亮相的軍用外骨骼系統和國外先進的外骨骼裝備，EXOP-1雖然同樣能夠減輕穿戴者的負重，但它的體積相對笨重，難以在短期內投入使用。

左為南京軍區外骨骼，右為中科院外骨骼

而在商用市場，國內這兩年卻呈爆發趨勢，先后有大艾、尖叫科技、傅利葉智能已正式對外發布產品。就在兩天前，雷鋒網參加了邁步機器人的新品發布會，他們發布了面向偏癱患者的外骨骼機器人BEAR H1。

當然，這些外骨骼機器人企業也都選擇了康復領域。主要是康復機器人的發展前景比較樂觀。根據第三方咨詢機構GrandViewResearch的預測顯示，未來5年廣義康復機器人的年復合增長率約為37%，其中康復機器人年復合增長率為21%，外骨骼機器人年復合增長率為47%，遠高于其他類別的醫療機器人的平均增速。

工業外骨骼的發展

可以看出，目前國內外發展比較好的都是康復機器人，一方面是這個領域的技術門檻相對較低，另外政策上也比較支持。軍用機器人研發周期比較長，外骨骼由此發展處另一個方向，即工業領域，幫助搬運工等減輕工作負擔。

松下在這方面的覺悟是比較早的，早在2014年就公開了其外骨骼機器人的項目。松下為了讓普通工人能夠輕松地負重15公斤的重物到處移動，做了一個輕便版的外骨骼支架。在背部、大腿、小腿到腳部的區域里用碳纖維材料支撐，配合著可以由傳感器喚醒的動力馬達，可以輕松地幫人負重15公斤工作。之后，松下在一則視頻里分享了外骨骼的最新進展，介紹了三款屬于“外骨骼”的裝備，代號為 AWN-03、PLN-01、Power Loader，三者基本架構相似，功能也相近。當外骨骼的傳感器檢測到使用者彎腰舉起重物時，電機通過傳動裝置為人體的四肢提供外部動力，減少人體的負擔。

松下外骨骼

在工業領域，松下有一個強勁的對手，那就是前文提到的Ekso Bionics。Ekso Bionics 此前已經在醫療行業打響了名頭，它們的下肢外骨骼產品讓截癱患者能重新用雙腿走路。不過，該公司創始人兼 CTO Russ Angold 表示，機械外骨骼在工業領域也能闖出自己的一片天空。Ekso Bionics 開發出了一款面向工業領域的EksoVest ，根據雷鋒網的報道，Ekso Bionics 目前正在與福特的工廠進行試點項目合作，讓組裝工人在工作時能穿上這款外骨骼。未來可能會推廣到福特在歐洲和拉美的工廠。

不過，現在要做工業能用的外骨骼，可能外骨骼會很大、很重，因為電機的功率，電池的續航還不夠。也正因為如此，此次我們在劉強東發布的視頻中可以看到，京東的外骨骼機器人是有一根線連著的，說明其是由氣動驅動的。

當然，這是國內首次公開的外骨骼機器人在工業領域的應用，意義還是非常重大的。邁步機器人聯合創始人兼CEO陳功向雷鋒網(公眾號：雷鋒網)表示，未來電機、電池等基礎部件要是有突破的話，工業外骨骼會迎來春天。

來源：雷鋒網（微信號：leiphone-sz）