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外骨骼机器人•|•能帮人多少?帮到什么程度?

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2025-04-25
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导读:目前外骨骼机器人还做不到让瘫痪的人自如地行走,但除了辅助行走,还可以给社区看护中心的养老护工佩戴,助力他们搬运老人上床,解决腰部代偿的问题。
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目前外骨骼机器人还做不到让瘫痪的人自如地行走,但除了辅助行走,还可以给社区看护中心的养老护工佩戴,助力他们搬运老人上床,解决腰部代偿的问题。

山东云门山风景区清明假期试点推出外骨骼机器人辅助服务


刚刚过去的这个清明假期,众多游客在各地景区与机器人不期而遇。外骨骼机器人在泰山等景区成为“登山神器”,1台机器人、5台机器狗(机器狗也叫四足机器人)在雁荡山景区与游客互动、合影,有机器狗在武功山景区参与巡逻等,让人感受到浓浓的科技感。

外骨骼机器人:登山游览的全新体验

"假期这几天,外骨骼机器人出租每天爆满,有的游客等了2个小时。今天的租赁名额,5日就提前约满了。"4月6日,泰山文旅集团相关负责人在接受采访时表示,景区1月底投放十台外骨骼机器人,推出后,社交媒体账号后台收到大量租用预约,目前已增加到近百台,还将扩大规模,预计"五一"前会有500台。据介绍,租赁按小时或路线计费,3小时80元,从红门到中天门也是80元。

外骨骼机器人是可穿戴的轻量化智能装备,通过传感器感知人体意图,实时计算助力需求,向穿戴者的核心部位动态输出机械力,从而减少人体发力。泰山的自然、人文风光集中在有7000多级台阶的红门到玉皇顶路段,以中天门到南天门这段陡坡为例,使用这款"动力装甲"后,原本约3小时的攀登时间可以缩短一半。

3月以来,外骨骼机器人已在三门峡灵宝汉山、保定白石山、银川贺兰山等景区亮相,安徽黄山、陕西鬼谷岭、江西上饶灵山景区等也已宣布将推出这项服务。山岳型景区多配有缆车,但不少游客偏爱与大自然零距离的徒步游览,外骨骼机器人让网友欢呼"爬山有救了"。而对景区来说,这款"神器"不仅优化了游客体验,也将拓展他们在景区的游览"深度"。

 “旅游+科技”相融合的体验引来众多游客的尝鲜打卡,排队等候体验的游客队伍绵延不绝,登山之旅变得轻松惬意,贺兰山青松岭的旖旎春光尽收眼底。

  “机器轻便、穿戴方便,提供的登山助力节省了很多体力,平时爬到青松岭体能就基本全部耗光,但今天有了外骨骼智能登山机器人的助力辅助,登上青松岭感觉很轻松。”通过外骨骼智能登山机器人登上青松岭的游客王先生说:“这会我体能很充沛,决定再继续往上爬,去兔儿坑,听景区工作人员介绍,那边可以偶遇蓝马鸡,我去碰碰运气。”

茶农穿外骨骼、无人机送“快递”

省时省力更省心

在传统采茶过程中,茶农们需要频繁上下山,体力消耗很大。不过,在杭州西湖区留下街道东穆坞村的茶园里,茶农们今年都穿戴上了髋部助行外骨骼设备,忙碌的采茶季,也多了几分轻松。

“登山的时候明显感觉轻松很多,一抬腿就有股力在推着往上走。”65岁的茶农章建明第一次穿戴上髋部助行外骨骼设备,“以前上山一趟要休息好几次,现在一口气就能走到山顶,效率提高了不少。”

西湖龙井今日正式开采。与往年不同的是,茶园里来了不少“新员工“--“钢铁骨骼外骨骼设备和无人机成了茶农们的得力助手,为茶产业注入了现代科技的活力。

65岁的茶农章建明第一次穿戴上了髋部助行外骨骼设备,他兴奋地告诉记者:“登山的时候明显感觉轻松了很多,每一次抬腿,大概抬到10公分的时候,就会有一股力在助推着往上走。“这款髋部助行外骨骼设备会依据用户的身高、体重和步态特征自动校准输出助力力矩,实时解析用户运动意图,并据此动态匹配个性化助力方案使髋关节的抬腿动作变得自然而流畅。

杭州智元研究院智慧助力助行事业部负责人任敬伟介绍:“茶农穿戴上设备之后,通过为髋部肌肉提供助力,有效减轻了行走和登山时的肌肉能量消耗,让茶农们在采茶过程中更加轻松自如。“往年,章建明带着竹上山采茶,一天来来回回好几趟体力消耗非常大。而这一次,穿戴了外骨骼设备后,他感觉节省了很多时间和体力。

除了髋部助行外骨骼设备,无人机也在今年的采茶季中发挥了重要作用,成为了茶园中不可或缺的”运输能手”。山下,记者看到无人机底部绑着一根结实的麻绳,麻绳另一头系着一个竹筐,里面盛了几份盒饭。茶农邵陈亮熟练地操作着无人机,通过无人机屏幕,邵陈亮实时调整着无人机的飞行路径和落地位置。几分钟后,山上的茶农们便拿到了热腾腾的午饭,并将采摘好的新叶放入竹筐中。无人机返回落地时,竹筐里已经装满了新鲜茶叶,这样的无人机一次可以负重120斤。

当外骨骼、无人机、机器狗开始穿梭在茶园里时,传统的农事活动增添了浓浓的“赛博”气息。

留下街道东穆坞村工作人员章慧敏介绍:“每个采茶工上下山送茶、回家中吃饭花费至少1小时的时间,如果用无人机上山为茶农送饭,再把采摘好的茶叶运送下来,一个来回只需要5分钟,大大提高了采摘效率。“对于年龄较大的茶农来说,无人机的使用更是减轻了他们的负担

外骨骼设备让茶农登山如履平地,无人机穿梭山间高效运送茶叶,直播间里西湖龙井香飘海外……在留下街道东穆坞村,科技与传统的交融正为传统采茶业注入新的活力。“接下来,我们会进一步统筹资源,增大科技赋能的力度,推进茶产业融合提质、赋能增收,助力乡村振兴和共同富裕,让共富新茶香得更远、更久。“街道相关负责人表示。

外骨骼机器人

曹大姐也在工作人员帮助下穿戴上设备,在自家茶园走了两圈后,曹大姐乐呵呵地说,仿佛有一股“魔力”牵引着她,“真的很轻松,爬山能省不少力,采茶弯腰时,背部也有支撑力,这样好的产品希望能快点推广开来。”

除了应用在采茶工身上,这类“穿在人身上”的智能装备,还有了许多应用场景,比如穿上“外骨骼”登泰山走红、登楼梯“神器”落地杭州小区……曾在科幻电影中出现的外骨骼机器人,如今正快速走入大众视野。

从医疗康复到户外助行的全面应用

引言

外骨骼机器人是一种套在人体外部的可穿戴机器人装置,旨在增强人类的身体能力和运动功能。它能够与人体紧密配合,通过先进的传感、控制和信息处理技术实现对人类运动的辅助或增强。

近年来,随着人工智能、传感技术和材料科学的进步,外骨骼机器人已从最初的医疗康复领域扩展到工业、运动训练、户外活动等多个场景,展现出广阔的应用前景和市场潜力。

报告将全面探讨外骨骼机器人的发展历程、技术特点、应用场景,特别是其从康复医疗到爬山、爬楼、助行等户外活动领域的应用拓展。

外骨骼机器人的基本概念与发展历史

基本概念与分类

外骨骼机器人是一种可穿戴的机电设备,能够保护自身并增强人类能力。从单一的穿戴电子类产品,后续逐渐形成电子、机械、仿生的跨界融合,形成一项复杂的技术系统。

根据功能和应用场景,外骨骼机器人主要可分为两类:

增强型外骨骼机器人:可帮助使用者增强肌肉能力、减轻负荷,多应用于军事领域及工业领域。

康复型外骨骼机器人:可辅助肢体运动障碍患者进行康复训练,多应用于医疗康复领域。

从结构上看,康复外骨骼机器人按照针对躯体的部位可分为上肢机器人和下肢机器人;按照功能划分可分为多种类型。

发展历史

外骨骼机器人的发展历史可以追溯到近200年前。19世纪,由于蒸汽机的出现,就有人萌生了以蒸汽机为动力的助力外骨骼概念。1830年,英国出现了最早的外骨骼助力机器人的雏形。

20世纪60年代至80年代,美国科研机构引领了第一波研发热潮,最早的外骨骼实验室样机以军用为主,但难以投入实际应用。1960年至1980年间,外骨骼机器人处于探索和实验阶段,主要以军用为主,但难以投入实际应用。

2000年以后,外骨骼机器人研究进入快速发展期:

2000年,清华大学等高校和科研机构开始开展外骨骼相关研究

2004年,浙江大学研制出可穿戴式柔性外骨骼机械手

2010年后,外骨骼机器人研究和应用进入快速发展阶段


外骨骼机器人的技术原理与结构

技术原理

外骨骼机器人是一种人机结合的可穿戴机器人,能够与人体运动状态实时协调,从而扩展人体物理能力或修复运动功能。其技术原理主要包括以下几个方面:

人体运动感知:通过多模态感知系统,智能识别行走、上下楼梯等多种人体运动状态。

实时反馈控制:根据感知到的运动状态,实时调整助力大小和模式,实现精准的运动辅助·。

能量优化:通过先进的控制算法,实现能量的最优利用,减少能耗,延长续航时间。

结构特点

外骨骼机器人的结构设计结合人体结构,考虑决定下肢主运动状态的主要关节包括三个:髋关节、膝关节和踝关节;上肢包括两个:肩关节和肘关节]。

典型的下肢外骨骼康复机器人是一种穿戴式设备,通过外骨骼结构支撑人体下肢,并可利用电动机、传感器和智能控制系统实现辅助行走。其结构主要包括:

机械结构:外骨骼结构设计需要考虑人体工程学,确保穿戴舒适性和运动灵活性。

动力系统:包括电机、电池等,为外骨骼提供动力支持[13]。

控制系统:负责接收传感器信号,处理并控制执行机构,实现精确的运动控制。

传感系统:包括多种传感器,如加速度计、陀螺仪、力传感器等,用于感知人体运动状态和环境信息[37]。

人机交互界面:包括显示屏、操作按钮等,方便用户与系统交互[13]。


外骨骼机器人在医疗康复领域的应用

康复医疗中的应用

在医疗康复领域,外骨骼机器人主要用于帮助行动不便或半失能老人恢复或提升行走能力,重新融入社会。根据医学统计,脑卒中、脑外伤、脊髓损伤等疾病会导致大量患者需要康复治疗。

康复型外骨骼机器人可以辅助肢体运动障碍患者进行康复训练,适用于医院、康复中心、养老院、残疾人服务机构以及需要康复治疗的家庭等场所。

技术特点与产品

在医疗康复领域,外骨骼机器人通常采用有源驱动方式,配备电池、电机、液压或气动系统,当用户有需要时,会主动提供助力[44]。这些产品通常具有以下特点:

精确控制:能够根据患者的康复需求提供精确的助力支持

个性化设置:可以根据不同患者的身高、体重、运动能力等进行个性化调整

数据记录与分析:能够记录患者的康复过程,为医生提供数据支持


外骨骼机器人从医疗康复到户外活动的扩展

技术突破与适应性改进

外骨骼机器人从医疗康复领域扩展到户外活动领域,经历了多项技术突破和适应性改进:

轻量化设计:早期的医疗康复用外骨骼机器人重量较重,限制了其在户外活动中的应用。现代外骨骼机器人通过材料科学和结构优化,实现了轻量化设计,如一些登山外骨骼装备自重仅1.8公斤。

续航能力提升:通过优化能源管理系统和改进电池技术,延长了外骨骼机器人的续航时间,使其能够满足户外活动的长时间使用需求。

多模式适应:开发了能够适应不同运动状态的控制系统,如行走、上下楼梯、爬坡等,使外骨骼机器人能够适应各种户外活动场景。

用户友好性增强:改进了人机交互界面,使操作更加简单直观,降低了使用门槛。

市场接受度与普及趋势

随着技术的进步和产品体验的提升,外骨骼机器人在户外活动领域的市场接受度不断提高:


景区应用:多个景区已开始引入外骨骼设备用于登山辅助,如泰山景区在2025年春节期间投入了肯綮科技VIGX外骨骼机器人试用。

消费者兴趣:从各类相关报道来看,路人对外骨骼爬山的尝鲜兴趣不小,一些产品甚至出现"秒光"和"15秒售罄"的情况,表明市场需求旺盛。

产品多样化:市场上出现了多种针对不同需求的外骨骼产品,如"易行EasyGo外骨骼助行器"、"踏山"款"外骨骼机器人"等,满足了不同消费者的需求。

外骨骼机器人在爬山、爬楼、助行等场景的应用


爬山场景应用

在爬山场景中,外骨骼机器人展现出显著的优势:

产品特点:肯綮科技研发的VIGX外骨骼机器人专为游客登山而设计,体型小巧,外形酷似"π",自重仅1.8公斤,背带挎在腰上,游客感觉不到身体有明显负担。

技术优势:这款外骨骼"机器腿"设有6个挡位,可以根据使用者的步频、步幅调整。如果爬的山比较陡,可以调至最高挡;如果走平路,前两档就足够了。

实际效果:登山助力机器人不仅让游客们的登山体验更加轻松,还帮助他们征服陡峭山路,扩大了游览范围。

市场反响:这款被赞为"爬山外挂"的登山助力机器人在推出后引发了广泛关注,成为"登山神器"。


爬楼场景应用

在爬楼场景中,外骨骼机器人同样表现出色:

产品特点:"易行EasyGo外骨骼助行器"采用无源助力设计,能够帮助用户减轻爬楼时的体力消耗[32]。

适用人群:相比年轻人,老人穿着"外骨骼"对爬楼梯轻松的感觉会更多一些,特别适合老年人使用[32]。

实际效果:对于部分老年人来说,爬3楼可能会很吃力,穿上这套"钢铁骨骼"后,负担会明显减轻[33]。

用户反馈:一位曾穿戴过这款外骨骼助行器的林女士表示,穿戴比较简单,只要固定好腰部和腿部即可,售价也可接受。"穿上之后感觉有点像踩了弹簧,走路爬楼都会感觉省力一些。"[18]

助行场景应用

在外骨骼机器人在助行场景中的应用也非常广泛:

产品特点:德莱文外骨骼机器助行器、德莱文外骨骼助行器等产品已经在京东等电商平台销售,为消费者提供了更多选择[17]。

适用人群:这些产品适用于行动不便的老年人、下肢力量不足的人群等[18]。

技术优势:这些产品通常采用先进的传感技术和人工智能算法,能够实时感知使用者的运动意图,并根据个人身高、体重及步态特点进行调整[21]。

实际效果:这些产品可以帮助用户轻松行走,减少疲劳感,提高生活质量[18]。


外骨骼机器人在养老场景中的应用

养老场景需求分析

随着人口老龄化程度的加深,养老场景对外骨骼机器人需求日益旺盛。外骨骼机器人能够帮助行动不便或半失能老人,恢复或提升行走能力,重新融入社会[11]。

上海以小户型为主,在适老化改造的背景下,外骨骼机器人能够解决瘫痪的患者或体力较弱的老人行走问题,具有广阔的应用前景[10]。

养老场景产品特点

针对养老场景的外骨骼机器人通常具有以下特点:

安全性高:考虑到老年人的特殊需求,这些产品通常具有较高的安全性和稳定性,能够有效防止跌倒等意外发生。

舒适性好:产品设计注重舒适性,确保长时间佩戴也不会感到不适。

操作简单:考虑到老年人可能对复杂技术不太熟悉,这些产品的操作通常比较简单,易于上手。

个性化调整:能够根据老年人的身体状况和行走能力进行个性化调整,提供最适合的助力支持。


外骨骼机器人在工业领域的应用

工业场景需求分析

在外骨骼机器人发展过程中,除了医疗康复和工业、消防之类的用途外,登山辅助成为了一个亲民的使用场景[41]。然而,工业领域仍然是外骨骼机器人的重要应用场景之一。

在工业场景中,外骨骼机器人主要用于减轻工人的体力负担,提高工作效率和安全性。例如,在制造业、建筑、物流等领域,工人需要长时间站立、搬运重物或进行重复性动作,这些工作容易导致疲劳和工伤。外骨骼机器人可以提供额外的支撑和助力,减轻工人的负担,提高工作效率。

工业场景产品特点

针对工业场景的外骨骼机器人通常具有以下特点:

高强度耐用性:考虑到工业环境的特殊性,这些产品通常具有较高的强度和耐用性,能够适应各种复杂的工作环境。

防护功能:除了提供助力支持外,这些产品通常还具有一定的防护功能,能够保护工人免受伤害。

定制化设计:根据不同的工业场景和工作需求,这些产品可以进行定制化设计,提供最适合的解决方案。


外骨骼机器人在军事领域的应用

军事场景需求分析

军事领域是外骨骼机器人最早的应用领域之一。在军事场景中,外骨骼机器人主要用于增强士兵的体力和耐力,提高作战能力和生存能力。

士兵在战场环境中需要长时间行军、搬运重武器和装备,这些工作对士兵的体力和耐力提出了很高的要求。外骨骼机器人可以提供额外的支撑和助力,减轻士兵的负担,延长作战时间。

军事场景产品特点

针对军事场景的外骨骼机器人通常具有以下特点:

高强度防护:除了提供助力支持外,这些产品通常还具有一定的防护功能,能够保护士兵免受伤害。

适应性强:能够适应各种复杂的战场环境,包括高温、低温、潮湿、泥泞等极端条件。

智能化控制:通常配备先进的传感和控制系统,能够根据士兵的运动状态和环境信息进行智能调整,提供最适合的助力支持。


外骨骼机器人技术挑战与发展趋势

当前技术挑战

尽管外骨骼机器人技术已经取得了显著进展,但仍面临一些技术挑战:

硬件限制:由于材料学科发展缓慢,电机的性能受到制约,进而限制了机器人的可应用场景。

用户体验:外骨骼机器人需要与人体高度协调,提供自然、舒适的使用体验,这仍然是一个技术挑战。

能源效率:提高能源利用效率,延长续航时间,是外骨骼机器人面临的重要挑战。

成本控制:降低生产成本,提高性价比,是外骨骼机器人普及应用的关键因素。

未来发展趋势

随着技术的不断进步,外骨骼机器人有望在以下几个方面取得突破:

人工智能融合:人工智能技术将与外骨骼机器人深度融合,实现更智能的感知、决策和控制,提供更精准的助力支持。

轻量化设计:通过新材料和新结构的设计,实现外骨骼机器人的进一步轻量化,提高便携性和舒适性。

多场景适应:外骨骼机器人将更加智能化,能够适应更多样化的应用场景,满足不同用户的需求。

普及应用:随着技术成熟和成本降低,外骨骼机器人将从医疗康复、工业、军事等专业领域扩展到更广泛的民用领域,实现普及应用。

结论

外骨骼机器人作为一种人机结合的可穿戴机器人,通过与人体运动状态实时协调,扩展了人体物理能力或修复了运动功能。从1830年最早的外骨骼助力机器人的概念提出,到今天在医疗康复、工业、军事、户外活动等多个领域的广泛应用,外骨骼机器人技术已经取得了显著进展。

特别是,外骨骼机器人从最初的医疗康复领域扩展到户外活动领域,为行动不便的人群提供了新的可能性,使他们能够重新融入社会,享受生活。在爬山、爬楼、助行等场景中,外骨骼机器人展现出显著的优势,帮助用户减轻体力消耗,提高行动能力。

随着人工智能、传感技术、材料科学等领域的不断进步,外骨骼机器人技术将继续发展,为更多人提供帮助和支持。未来,外骨骼机器人将更加智能化、轻量化、多场景适应,满足不同用户的需求,实现更广泛的应用。


参考文献

[0] 2019 年中国外骨骼机器人行业概览. http://qccdata.qichacha.com/ReportData/PDF/fd23e2bdfe03707ceaf459276ad3e634.pdf.

[1] 从1830年开始,扒一扒外骨骼助力机器人的发展历史. https://zhuanlan.zhihu.com/p/231611119.

[2] 人工智能技术在外骨骼机器人中的应用,发展历程与原理介绍. https://blog.csdn.net/weixin_42878111/article/details/144181133.

[3] 外骨骼机器人的发展历程与未来发展 - CN-Healthcare. http://www.cn-healthcare.com/articlewm/20230830/content-1599251.html.

[4] 基于人机信息交互的助行外骨骼机器人技术进展 - 自动化学报. http://www.aas.net.cn/cn/article/doi/10.16383/j.aas.2017.c160032?viewType=HTML.

[5] 2019 年中国外骨骼机器人行业概览. http://qccdata.qichacha.com/ReportData/PDF/fd23e2bdfe03707ceaf459276ad3e634.pdf.

[6] 康复外骨骼机器人之技术篇 - 知乎专栏. https://zhuanlan.zhihu.com/p/427505103.

[9] 外骨骼技术:科技重塑人类极限_运动_传感器_穿戴 - 搜狐. https://www.sohu.com/a/869912698_358040.

[10] 从电影走进现实来自杨浦企业的"外骨骼机器人"可应用场景. https://www.shyp.gov.cn/shypq/xwzx-tpyw/20240619/457591.html.

[11] 养老场景应用火爆外骨骼机器人加速入局"银发经济" - 新华网. http://www.news.cn/tech/20250312/ff20b1d04d1d4161bad80fbe157fd100/c.html.

[13] 面向运动功能重建的外骨骼康复机器人技术研发与产业化应用. https://hzii.buaa.edu.cn/info/1017/1075.htm.

[14] 面向运动功能重建的外骨骼康复机器人技术研发与产业化应用. https://hzii.buaa.edu.cn/info/1017/1075.htm.

[17] 外骨骼机器人- 京东 - JD.com. https://www.jd.com/hprm/17136338208c7bec658f.html.

[18] 秒光!杭州一款"神器"开卖,网友:老人急需 - 上观. https://www.jfdaily.com/wx/detail.do?id=885604.

[20] 深企智造"登山神器"全网刷屏外骨骼机器人"π"甫一亮相引发广泛关注. https://www.sznews.com/news/content/mb/2025-02/04/content_31457152.htm.

[21] 走路轻松、爬坡省力!"尝鲜"外骨骼机器人-部门动态 - 龙岗政府在线. https://www.lg.gov.cn/xxgk/xwzx/lgyw/bmdt/content/post_12094754.html.

[23] 外骨骼机器人引爆泰山"科技+文旅"重构景区经济 - 新浪财经. https://finance.sina.com.cn/stock/wbstock/2025-03-28/doc-inerfpzk9964407.shtml.

[24] 泰山推出登山助力机器人,多个景区正在测试中——切中痛点新潮且酷. https://www.ctnews.com.cn/chanye/m/content/2025-03/18/content_171666.html.

[25] 【汤医科普】下肢外骨骼机器人简介及其在康复领域的应用. http://www.bjygzx.org.cn/bxjk/202406/t20240607_306200.htm.

[27] 外骨骼机器人关节的机械结构和控制技术研究进展. https://pdf.hanspub.org/AIRR20210100000_98259218.pdf.

[30] 多个景区推出登山智能辅助产品科技助力春山可及 - 新华网. http://www.news.cn/tech/20250408/ed2f332091c2468bb90cc832edd9af5e/c.html.

[31] 科技助力 春山可及 - 人民日报. http://paper.people.com.cn/rmrb/pc/content/202504/08/content_30066470.html.

[32] 秒光!杭州一款"神器"开卖,网友:老人急需 - 上观. https://www.jfdaily.com/wx/detail.do?id=885604.

[33] 千元级"杭州造"的"外骨骼机器人"来了!我们帮你体验过了-科技频道. https://it.hangzhou.com.cn/jrjd/yjnews/content/2025-03/13/content_8892867.html.

[34] 15秒售罄!这个爬楼"神器"火了!网友:急需! - 网易. https://www.163.com/dy/article/JSFOBMIP0514RIFS.html.

[35] 深度剖析外骨骼机器人的发展历程与技术现状 - CN-Healthcare. http://www.cn-healthcare.com/articlewm/20230914/content-1605683.html.

[37] 养老场景应用火爆外骨骼机器人加速入局"银发经济" - 新华网. http://www.news.cn/tech/20250312/ff20b1d04d1d4161bad80fbe157fd100/c.html.

[41] 外骨骼机器人火了!距离全面普及还差一个"共享单车"? - 亿邦动力. https://m.ebrun.com/573964.html.

[44] 外骨骼机器人火了!距离全面普及还差一个"共享单车"? - 新浪财经. https://finance.sina.com.cn/tech/roll/2025-03-03/doc-ineniywn6771096.shtml.


“机器人养老”,想象空间正打开

70岁的胡先生走进位于中国电科21所的“上海市特种机器人创新中心”。这位爱好旅游、常出远门的退休老人,穿上助老型外骨骼机器人,从步行到登梯一一试用。

■问及老年人最感兴趣、最有意愿消费的智能养老商品时,选择生活辅助类的人最多。其次是健康监测类,其中智能可穿戴设备、慢病管理设备、医疗设备、康复训练设备分别有58.6%、48.6%、38.6%、24.3%的人选择

从目前来看,“机器人养老”远没有想象中普及,购买者目前还是B端(企业或机构)为主。而且,在管理政策上,像外骨骼这样的“机器人养老”设备还是属于“医疗器械”,需要获得械字号才能售卖,整个周期需要3至5年,软硬件修改起来也需要层层审核。

傲鲨计划与国内一些人工智能企业加强脑科技合作,研究如何通过脑电信号去控制肢体的某些行为动作。“人的关节功能性代偿是机器人无法帮忙的。比如,‘教会手怎么去做运动训练’是一件复杂的事情。这就需要脑电的参与。”张华说。

眼下,正值春茶采摘季,茶农们每天起早贪黑上山采摘茶叶。

清明节前夕,杭州余杭闲林街道云栖村的曹大姐体验了一把科技助力的快乐——当天,隔壁仓前街道程天科技公司的工作人员,正在茶园演示一款可以助力登山的人体外骨骼机器人,只要穿戴好按下开关,就可以在爬山时节省至少三成的人力。



这类智能装备有多“智能”?未来,康复与养老领域还有哪些可能?

“拿到注册证只是完成了从0到1的突破,放大到产业化维度,我们面临着全新挑战。”

张继宇告诉记者,早期临床阶段,产品虽能“能用”,但与“好用”仍有距离,而产品从实验室走向临床的关键是用户思维与客户思维的融合

程天科技的康复外骨骼机器人

最初瞄准的是失能患者、老年人群等“用户”,但真正落地时才发现,“客户”医院的需求同样重要。

“医院要考虑的不只是单个患者的疗效,而是一天服务100人、1000人的效率。”张继宇说,提升医生操作的便捷性是在产品迭代升级的过程中关注的一个重点。

除此之外,用户体验的精细化打磨也见证着产品进化,“患者本身就很疲惫了,长时间的准备会降低他们的康复欲望,康复效果也会打折扣。”张继宇补充,传统的康复设备穿戴可能需要20-30分钟,使用前的准备时间长,随之而来的就是患者的依从性差。

举例来说,一个小小的绑带设计就困扰了团队很久。张继宇解释,最开始团队对绑带的要求是“能用”就行,但随着产品的迭代,对绑带的要求自然也越来越高,绑带材质是否亲肤且耐磨?患者使用后是否会过敏?绑带是否能够更换?“我们要考虑生物力学、生物兼容性等多方面因素来改进绑带设计。”

为此,程天科技甚至设立了专门的“绑带实验室”,邀请专业设计师参与打磨。“就像鞋子从‘能穿’进化到跑步鞋、足球鞋,医疗产品也要无限逼近场景最优解。”张继宇说。

张继宇介绍,它采用无源助力设计轻量化碳纤维材质不需要充电,整机重量不到2.5公斤,仅靠机械结构和材料特性带来支撑力,不会使用智能手机的老人也可以驾驭。

“无源产品就像打开市场的钥匙。” 

张继宇补充,这类设备更容易被大众所接受,即使是纯机械产品,在穿戴舒适度、人机工程学上仍有高技术门槛,能帮助用户建立产品认知。

有源款产品基于无源款产品进行深化,二者虽然是两条技术线上的产品,但在算法上仍有交叉。

这段时间,经常有消费者到程天科技门口询问,希望能让自己或者家里人试用一下“外骨骼”。也有不少人带来了改进建议,比如希望产品更轻量化,希望外观更炫酷或者隐蔽……眼下,张继宇和团队正在有针对性对产品更新迭代。

张继宇透露,截至目前,程天科技外骨骼设备已累计服务65万人次的使用,团队积累了宝贵的人因工程数据和疗法算法。

预计6月初将推出第一批消费级有源外骨骼助行器,另外预计在今年九十月份,还将推出更轻便、续航能力更强、针对不同人群外骨骼机器人系列产品。

傅利叶的康复机器人扮演辅助治疗的角色,使用必须由治疗师在场。2022年,上海市“为民办实事项目”建设85家示范性社区康复中心,傅利叶的智能“全周期覆盖智能康复训练机器人”在三级综合医院、二级或康复专科医院等为全市数十家社区康复中心应用。

不过,智能康复训练机器人在社区中使用的频率并不高。金桥社区服务中心的一位治疗师告诉记者,一是使用有门槛,“老人或多或少有些视力的问题,和机器互动、看屏幕做游戏对他们来说有点费劲,”另外,傅利叶设备的长处是服务如肢体瘫痪的重症患者,但这样的患者很少会来社区卫生服务中心寻求帮助。

从目前来看,“机器人养老”远没有想象中普及,购买者目前还是B端(企业或机构)为主。而且,在管理政策上,像外骨骼这样的“机器人养老”设备还是属于“医疗器械”,需要获得械字号才能售卖,整个周期需要3至5年,软硬件修改起来也需要层层审核。

“机器人最终需求还是落到个人用户”

对未来产品的定位是“养老辅具”,能以小家电的形式走向市场、直接面向消费者。

探索利用社区公共空间 “共享租赁投放”,老人在小区里看到共享橱柜,可以自行选择付费使用。这条路,才刚刚开始。


应用场景2:腰部外骨骼 助力养老护理员

目前外骨骼机器人还做不到让瘫痪的人自如地行走,但可以给社区看护中心的养老护工佩戴,助力他们搬运老人上床,解决腰部代偿的问题。

在上海一家社区看护中心,一位护工穿戴上腰部外骨骼,轻而易举地将患脑瘫的老人抬上病床。

设备自重3.5kg,穿脱仅需要20秒至30秒,提重物助力30公斤,综合减负60%以上。

在中国电科21所“上海市特种机器人创新中心”开展的外骨骼机器人助老服务活动中,老年人对整机重量、电池续航等问题极为关注,不少老人希望进一步减小机器人体积,比如可以整体叠放装入收纳包,以便在不使用时方便手提。
这充分表明,在养老机器人的研发与应用中,充分考虑老年人的实际需求至关重要。

现实与理想的差距

机器人能帮人多少?帮到什么程度?

这说明,现实与理想中的AI养老产品,还存在着一定差距。

在傲鲨智能市场总监张华看来,“在人工智能刚进入大家视野的时候,大家会比较理想主义,想得比较美好。”但目前人工智能产品还只能辅助人类去实现目的,比如,目前外骨骼机器人还做不到让瘫痪的人自如地行走,但除了辅助行走,还可以给社区看护中心的养老护工佩戴,助力他们搬运老人上床,解决腰部代偿的问题。去年四月开始,傲鲨智能陆续和上海几家社区看护中心进行了尝试合作,效果还不错。

张华说,“在老龄化趋势下,我们看到的是整个社会对人的机能代偿的一些诉求。帮助老人增强身体机能,思路可以更开阔些,今后我们还会结合AI大模型,适配更多功能。”

目前,傲鲨智能“千元级外骨骼”已将成本降至消费级(6900元起),预计今年或将有标准产品进入3C市场。

而成功推出国内首台外骨骼机器人的傅利叶,也已转换赛道,致力于人形机器人通用领域实现突破,自主研发的GR-2机器人所搭载的新一代灵巧手,复刻人手外形及尺寸,同时最大限度模拟人手的自然运动,能实时感知抓握力度,调整抓取策略,实现对不同形状、材质、重量物体的精准力控抓取。

许多业内人士用“爆发的前夜”来形容养老机器人的发展,他们也越来越意识到,养老机器人需要突破从想象到实用的藩篱,不能仅仅依赖技术的单兵突进。

康复治疗区里傅利叶下肢康复机器人


随着高校、研究机构和医院、社区等使用场景的参与,人工智能的更多样场景被开发出来,消费者的潜在消费需求被激发。放眼未来,人工智能帮助养老是大势所趋。但如何通过人工智能养老,要让更多元的力量参与进来。

傅利叶下肢康复机器人

可以想象,当技术成熟以后,我们调查中老人期待的“生活辅助类”功能,可能一台机器人就能满足。

上海傅利叶智能科技有限公司创始人兼首席执行官顾捷描绘了这样的场景:“想象一下,未来如果家家户户都有这样一款人形机器人,当你想为远方的父母做一桌饭菜时,只要戴上虚拟现实头盔与机器人‘同步’,就能远程遥控它完成一桌饭菜。



健康就是自理自立,尽一切可能让老人维持正常生活状态。
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