不久前科技前哨和大家先容过机器人驾驶员，通过人掌握机器人完成各种困难任务的组合，本日我们为大家带来了另一种人和机器协作的模式——人工外骨骼。

人工外骨骼大略说便是装在人身上的机器人设备，是科幻小说中的常客，钢铁侠身上的机器铠甲实在也属于人工外骨骼的一种，能让普通人拥有更大的力气，承受更大的重量。

如今这项技能已经成熟，在工业流水线、医疗康复领域都有采取，具备了大规模运用的潜力，本日前哨就和大家一起理解清楚人工外骨骼技能格局，面对的紧张问题，未来会如何发展。

1.人工外骨骼的历史

最早的人工外骨骼是俄罗斯人尼古拉斯·亚格（Nicholas Yagn）在1890年发明的。
这套机器装置利用弹簧和机器构造，能够在利用者移动时重新分配重量，减轻人在行走、跑跳时的能量花费，不过它本身重量过大，弹簧只能被动供应助力，终极没有得到实际运用。

1917年，美国人莱斯利·凯利（Lesley C. Kelley）发明了新的设备，希望采取小型蒸汽机驱动线束主动供应助力，结果同样失落败了。
显然这时的技能储备并不到位。

直到20世纪60年代，人工外骨骼随着电机技能发展迎来了一次大的飞跃。
1965年，在通用电气和美国陆军海军的帮助下“哈迪曼一号”人工外骨骼设备推出，这套设备采取液压系统供应动力。

康奈尔航空实验室的尼尔·米森（Neil J. Mizen）则发明了另一种全身动力外骨骼，这套外骨骼用上了机器人的标配伺服电机，能相应人体活动供应力量支持。

在随后的几十年里，科学和技能的进步使该领域取得了更大的进步，不过受限于电机大小、供电需求，很长一段韶光外骨骼的运用紧张在康复领域。

1970年代末，手臂外骨骼被开拓出来，被归类为纠正器，重点是供应手臂支撑。
1980年，新的腿部装置“机器腿部推进赞助装置”得到专利，用于帮助腿部伤病人士规复行走。
1990年代，真正类似科幻作品的全身外骨骼产品被开拓出来，采取液压系统供应动力，微处理器掌握实行器，已经有了本日人工外骨骼的雏形。

2.人工外骨骼的现在

到了21世纪，得益于人工智能、打算机仿真、电池等技能的发展，人工外骨骼也大为受益。

以伯克利研发的下肢外骨骼（BLEEX）为例，这套设备采取液压实行器和微控方案，利用CAD软件仿照创建，减少了很多原型开拓韶光，终极产品能够额外供应75公斤的支撑力，在快走、慢跑场景下已经可以大幅降落利用者的氧气花费。

根据Scopus的数据，2010年至2015年期间，共揭橥了3147篇关于人工外骨骼的期刊论文；2016年至2020年期间增加到了5244篇。
大量研究都涉及人工智能、仿真仿照等技能。

如今的人工外骨骼更是直接应用到了生产之中。
德国仿生公司推出的Cray X全连接外骨骼系统，在传统人工外骨骼的根本上集成了AI软件，主动供应助力的同时，还拥有智能安全陪伴功能，可以监测佩戴者的不良身体姿态，提前预警疲倦。

这套外骨骼还拥有OTA更新能力，开拓商会根据客户的需求定制更新来不断改进产品。

2019年来，宜家一贯在欧洲仓库中利用Cray X外骨骼，保护其工人免受侵害；宝马德国分公司的工人在改换轮胎时利用Cray X来保护背部肌肉，避免后背长期借力导致拉伤。
德国仿生目前正在与包裹递送公司DPD进行测试，看看这套设备能否用在20公斤以上的包裹搬用中。

德国仿生公司统计，Cray X可以为企业减少25%的病假，为每位工人每小时供应1吨以上的动力赞助。

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3.机会和寻衅

根据天下卫生组织统计，2050年随着人口老龄化、劳动损伤等成分，将有20亿人须要活动赞助设备，不少人认为届时人工外骨骼会有大的市场展开，不过要做到这点，人工外骨骼技能还须要迈过几个难关。

首先，须要更好的人工智能算法和构造设计，为用户供应更个性化的赞助。

在康复、工业等场景中，人工外骨骼须要供应的赞助场景比较固定，稍作开拓就能呈现很好的效果。

生活场景中，人的活动模式多种多样，每个人的手臂、腿部是非也都有不同，如今的人工外骨骼的底层驱动大多还是模版化的，没有用上人工智能算法，缺少灵巧性。

在实验室、工厂的有限环境中赞助功能还毕竟稳定，在户外测试或测试条件略有变革时常常涌现故障。

其次，硬件技能的制约还须要改进。

如果说人工智能还是个开拓问题，那么硬件的制约则是真正的短板。

这当中电池续航的问题最为关键，在康复场景中，不少人工外骨骼利用的是电源供电不须要考虑电池问题；工业场景中，常日都有供应快速换电装置，但常规利用中这些条件都不具备，如何让赞助设备足够长的供应做事值得研究。

昨天我们提到的电动车能量回收方案或许能给一些启示，网络用户常规活动的能力，在关键时候供应赞助可能更有代价。

末了，如何超过需求裂谷，让大多数用户接管，这也是必须面对的问题。

根据国外机构统计，大多数普通人对赞助机器设备都还比较排斥，高达75%的用户谢绝利用上肢赞助设备，由于他们以为不舒畅、功能不敷，如何迈过这道难关，不能大略依赖技能，必须找到真正的需求痛点才有望将新技能引入到我们的生活之中。

你以为特斯拉的人形机器人和穿在身上的人工外骨骼，那种新技能会更快进入到我们身边呢？

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