外骨骼機器人領域風頭正勁，機器人大講堂曾報道的幾家賽道頭部企業(yè)，都在2021年快速發(fā)展。
其中傅利葉智能、程天科技、邁步機器人更在2022年初又宣布獲得融資。
程天科技完成的是達晨財智領投的A+輪融資，傅里葉智能則是由軟銀愿景基金2期領投完成的4億元D輪融資，而邁步機器人則是由威高集團領投的數(shù)千萬元獨家戰(zhàn)略投資。
目前傅里葉智能也是該領域率先完成D輪融資的企業(yè)，創(chuàng)下該領域單輪融資額最高的紀錄。
同時，2022年，許多企業(yè)也在跨界進入外骨骼機器人領域。
例如上市企業(yè)偉思醫(yī)療宣布，在2021年取得了外骨骼機器人3款產(chǎn)品的醫(yī)療器械注冊證。
2022年偉思醫(yī)療外骨骼機器人產(chǎn)品將形成新一代康復科標準化的臨床和產(chǎn)品方案，適用于中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷導致的下肢運動功能障礙患者。
目前其內(nèi)部還已成立運動康復事業(yè)部，正積極開展上市銷售。
而科大訊飛則在其2022年年會上公布“訊飛超腦2030計劃”，其中詳細描述了其具有康復訓練功能的外骨骼機器人“已經(jīng)研發(fā)出原型機”這一進展。
科大訊飛表示，未來約在2023-2025年，將實現(xiàn)自適應運動功能研發(fā)的自適應行走外骨骼機器人，幫助行動不便的老年人或殘疾人自主獨立行走。
無論是創(chuàng)企的大額融資，還是巨頭的跨界研發(fā)，都展現(xiàn)出對于這一賽道的看好，背后的原因到底在哪？外骨骼機器人的賽道核心究竟是什么？
▍依然存在的難題
外骨骼機器人在原理上并不復雜，像人體一樣，外骨骼機器人主要由機械骨架、控制中樞、驅(qū)動系統(tǒng)三大核心部件構(gòu)成。
在創(chuàng)企的PPT中都描繪著外骨骼機器人的美好前景，許多科幻影視作品則變相提供著畫面。
無論是在《鋼鐵俠》《明日邊緣》等科幻影視作品當中，外骨骼機械甲的人類獲得巨大力量和戰(zhàn)斗力，還是《流浪地球》中救援隊員輕松提起數(shù)百公斤重“火石”，這些場面給了許多人信心。
普通人秒變“超人”的能力一度讓資本和媒體非常熱衷于此。
當下對外骨骼機器人的熱捧與20世紀非常相似，構(gòu)想非常美好，但外骨骼機器人改變不了運動核心依然是人這一現(xiàn)實。
這一用戶屬性導致，誰來買單的問題曾一度使外骨骼機器人發(fā)展停滯不前。
如今，全球有4家通過外骨骼機器人上市的公司。
有國外上市企業(yè)對標，加上國內(nèi)龐大用戶基數(shù)，這給了很多資本一定信心。
得益于近些年計算機技術(shù)、傳感技術(shù)、材料技術(shù)和控制技術(shù)等技術(shù)的進步，21世紀的外骨骼機器人已經(jīng)具有傳感、控制、信息、融合、移動計算等眾多功能。
可以說這逐漸擺脫了19 世紀概念初期，“可穿戴設備”或者“外置動力機械裝置”的單一定義。
也正是這種多技術(shù)融合帶來的更多可能性，為投資創(chuàng)業(yè)帶去了新契機。
相對的，外骨骼應用領域也從主要為軍用領域提供輔助行走和提高承載能力，開始朝著商業(yè)化、規(guī)?；缆钒l(fā)展，并延伸出多個應用分支。
但國內(nèi)外骨骼機器人依然同樣面臨著爆發(fā)的瓶頸問題。
因為就外骨骼技術(shù)體系而言，與20世紀相比如今沒有太多根本性革新。
一直以來，外骨骼機器人的核心在于以更精簡的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)更強大的動能，可以說是一個人類能力放大器。
但21世紀以來飛速發(fā)展的計算機技術(shù)、傳感技術(shù)、材料技術(shù)并沒有對外骨骼產(chǎn)品帶來變革性影響。
即便加入了能捕捉外界信息的多類型傳感器，提高了功能性，但其根本性的機械、控制、驅(qū)動三大問題沒有因此得到解決。
（圖源：青年投資家俱樂部）
例如在機械系統(tǒng)上，外骨骼的結(jié)構(gòu)樣式?jīng)]有太多設計革新。目前動力輸出持續(xù)度依然和產(chǎn)品體積以及穿戴面積正相關，不夠小型化、輕量化導致穿戴久了仍然會出現(xiàn)肌肉不適等問題。
又例如在控制和驅(qū)動系統(tǒng)上，各家企業(yè)還是需要將電機、控制電腦等多個系統(tǒng)實現(xiàn)分布式集成。如果加上電池組和傳感設備，外骨骼長期系統(tǒng)穩(wěn)定性以及靈活性很難保證。
目前整個機器人行業(yè)都試圖通過機械原理還原甚至超越人類，但例如實現(xiàn)高的自重比這一條都還遠遠沒能實現(xiàn)。
類似機械、控制、驅(qū)動問題無法很好解決，應用領域因此很難實現(xiàn)大范圍突破，公攤成本高也進一步導致價格居高不下。
這也阻礙了外骨骼機器人在消費級民用化市場爆發(fā)。
▍醫(yī)療的新機遇
綜合國外幾家上市企業(yè)的經(jīng)營方向來看，醫(yī)療場景或許是當前一個外骨骼機器人最為合理的切入口。
有固定且較結(jié)構(gòu)化的環(huán)境，對成本敏感度不高，在醫(yī)院和療養(yǎng)院等場景下，外骨骼機器人的商業(yè)價值無疑更容易體現(xiàn)。
例如2018年國外上市公司Ekso Bionics，其主要產(chǎn)品EksoGT就是在醫(yī)療領域大獲成功的典型。
在公司銷售的幾款外骨骼產(chǎn)品意外在醫(yī)療領域大獲成功后，其產(chǎn)品定位和設計就瞄準了如何幫助中風患者康復。
在這種應用領域基礎上，為了滿足這些大B客戶的需求，2019年Ekso Bionics嘗試為外骨骼系統(tǒng)進一步加入傳感器系統(tǒng)，用于收集數(shù)據(jù)以優(yōu)化步態(tài)。
銷售額的穩(wěn)步提升讓Ekso Bionics在醫(yī)療路上一發(fā)不可收拾，其后續(xù)又開發(fā)了醫(yī)療新產(chǎn)品EksoNR，并定制化加入整套數(shù)據(jù)分析工具。這些數(shù)據(jù)工具用于實時監(jiān)視患者狀態(tài)，并進行相應醫(yī)療方案修正。
但就像外媒對此的調(diào)侃：與其說EksoNR是外骨骼機器人，不如說是中風復健步態(tài)(gait)訓練機械外骨骼(robotic exoskeleton)裝置。
后續(xù)Ekso Bionics的核心也由外骨骼機器人完全轉(zhuǎn)向了醫(yī)療解決方案，但不可否認，在專注醫(yī)療并針對醫(yī)院和康復中心研發(fā)后，Ekso Bionics活得非常滋潤。
而國內(nèi)的傅利葉智能同樣走了醫(yī)療解決方案這條路線。
傅利葉智能在外骨骼機器人的基礎上，通過面向康復機構(gòu)等B端客戶提供智能康復綜合方案，構(gòu)建起了智能康復診療閉環(huán)體系。
但傅利葉智能的外骨骼機器人基于力反饋技術(shù)平臺研發(fā)，是以精準力控模擬力學效果從而實現(xiàn)柔順力學控制。
就技術(shù)路線而言，其可以歸為硬件的迭代，持續(xù)優(yōu)化控制系統(tǒng)，可以說主要解決了一部分外骨骼機器人在控制系統(tǒng)上的問題。
此外，作為中國代表性企業(yè)，傅利葉智能還自主研發(fā)了多關節(jié)機器人運動控制卡、多維力傳感器等核心技術(shù)和零部件。
此舉進一步降低生產(chǎn)成本的同時，還能將標準化程度更高的產(chǎn)品打入更多醫(yī)療場所，可謂布局深遠。
當然，在21世紀，傳感器等新技術(shù)對外骨骼技術(shù)的提升也并非完全無用。
因為材料、生物學科發(fā)展緩慢，日本Cyberdyne公司就開創(chuàng)出了機械結(jié)構(gòu)性能不夠，多傳感器來湊的先河。
2018年，Cyberdyne就開始在外骨骼系統(tǒng)中大范圍加入傳感器，相對應其提出最為知名的技術(shù)是意圖感知。
意圖感知的實現(xiàn)方式也有多種，目前學術(shù)界仍然存在不同路線的嘗試。
Cyberdyne主要是通過傳感器檢測從患者的大腦發(fā)送到患者肌肉的生物電信號，從而與患者的運動（或意圖運動）配對，以增加強度和穩(wěn)定性。
而Cyberdyne公司的花費二十多年所研發(fā)的外骨骼動力服HAL，也是針對的醫(yī)療復健領域，用于幫助下肢殘疾的患者更好行走。
國內(nèi)企業(yè)例如程天科技，也同樣采取的這種加入傳感器的方式提升自主意圖感知力。
但從第二代悠行外骨骼機器人的資料來看，其采取的是步態(tài)判斷+模塊化方式，與神經(jīng)電生理技術(shù)的實現(xiàn)方式有所差異。
▍軟件和數(shù)據(jù)化的未來
目前，除了在整體機械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動模式、控制技術(shù)、算法、材料等技術(shù)模塊持續(xù)優(yōu)化外，軟件也成為外骨骼機器人企業(yè)競爭的核心。
可以說，對機械產(chǎn)品而言，軟件也是核心技術(shù)，而且是比硬件更重要的核心技術(shù)。
因為作為以人為核心，從用戶視角出發(fā)的產(chǎn)品，未來必然需要不斷優(yōu)化體驗感。
除了等待在自動化、機械工程、腦神經(jīng)、材料等科研領域出現(xiàn)一些能優(yōu)化外骨骼機器人硬件的先進成果外，強化軟件和服務可以說是一條捷徑。
例如Bionik公司就在2017年開發(fā)出世界上第一款將硬件與亞馬遜Echo平臺結(jié)合的智能外骨骼ARKE。
用戶可以對亞馬遜的家庭自動化虛擬助理 Alexa 發(fā)出簡單的語音指令，從而控制ARKE設備，幫助用戶實現(xiàn)起身等動作。
Bionik 公司的外骨骼產(chǎn)品也主要應用于醫(yī)療和康復領域。其主要向患有神經(jīng)障礙的患者提供智能行動設備，讓截肢、癱瘓等患者恢復站立及行走的能力。
而Ekso Bionics公司則在2019年也推出EksoView軟件。
這個軟件不僅可以3D視覺展現(xiàn)呈現(xiàn)平衡、步態(tài)訓練等動作，還可以借助云端分析工具，處理收集步態(tài)對稱性與姿勢回饋信息資料，不斷優(yōu)化其補償性步態(tài)模式。
國內(nèi)例如程天科技也在不斷推廣基于AI技術(shù)的消費級互聯(lián)網(wǎng)外骨骼技術(shù)服務平臺，并推出康復即服務（RaaS）”模式。
這個模式結(jié)合程天科技數(shù)字康復云平臺，能為用戶提供全周期、全場景、全數(shù)字化的康復體驗。
用戶反饋數(shù)據(jù)往往是軟件開發(fā)的重要基礎之一。
為了獲取更多數(shù)據(jù)，外骨骼機器人公司很多也橫向擴展到各類醫(yī)療設備。
例如Hocoma AG就從原先的Lokomat這一全自動機器人步態(tài)評估訓練系統(tǒng)，深入到了Erigo 臥式踏步訓練系統(tǒng)、Armeo上肢康復機器人等多個醫(yī)療康復器械產(chǎn)品種類。
此外，Hocoma AG公司更是還嘗試了一種模塊化的方式，用于配套外骨骼設備，在運動的過程中記錄脊柱活動度。
這種功能模塊化的方式，也打開了靈活性、易用性和多功能性的新大門。這種更大范圍的產(chǎn)品覆蓋面，更是為不斷改善優(yōu)化軟件提供了良好的基礎。
無獨有偶，例如松下集團也將原先外骨骼產(chǎn)品功能適當增減并根據(jù)用戶群體不同重新集中。
2019年，松下集團將產(chǎn)品拓展成為三大方向，分別是可減輕腰部負擔、可支持長時間步行以及增加了腕力功能的機器人。
松下集團目前也在通過贊助等方式不斷推廣，希望實現(xiàn)更廣泛的民用化拓展，以此獲取更多軟件改善的可能性。
▍結(jié)語與未來
回過頭來，許多企業(yè)都會發(fā)現(xiàn)外骨骼機器人并不像機器人具備獨立性，其圍繞的工作核心還是人類。
因此更安全、更友好是外骨骼機器人的首要目標。
其次，針對不同場景和客群，選擇更強大、更智能、更輕便、更便宜等不同方向拓展，也成為當下外骨骼機器人的幾個重要路線。
在自動化程度更高的機器人還沒能成為各環(huán)境下標配的過程中，處于過渡階段的當下，外骨骼機器人依然有著很強的場景拓展性。
但無論如何，外骨骼機器人的更遠未來，一定是服務人類。
那么相較無人工廠、服務機器人概念，也只有圍繞更好服務于人這個核心，外骨骼機器人企業(yè)才有未來。
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