【导语】电子发烧友网讯，近期外骨骼机器人在市场上备受瞩目。五一期间，国内多个景区引入外骨骼机器人提供租赁服务，助力游客省力登山。外骨骼机器人起源于上世纪60年代，早期应用于军事，后逐渐拓展至医疗康复等领域。无源与有源外骨骼各具特色，前者依赖机械结构助力，后者通过复杂系统实现精准控(kòng)制(zhì)。尽管面临小型化、长续航等挑战，外骨(gǔ)骼(gé)机(jī)器(qì)人(rén)在(zài)医(yī)疗(liáo)康(kāng)复(fù)等(děng)民(mín)用(yòng)领(lǐng)域前(qián)景(jǐng)广(guǎng)阔(kuò)，有(yǒu)望(wàng)帮(bāng)助(zhù)更(gèng)多(duō)行(xíng)动(dòng)不(bù)便(biàn)者(zhě)重(zhòng)拾(shi)行(xíng)走(zǒu)能(néng)力(lì)。
电(diàn)子(zi)发(fā)烧(shāo)友(you)网(wǎng)报(bào)道(dào)（文/梁(liáng)浩(hào)斌(bīn)）外(wài)骨(gǔ)骼(gé)机(jī)器(qì)人(rén)在(zài)近(jìn)期(qī)得(de)到(dào)市(shì)场(chǎng)广(guǎng)泛(fàn)关注(zhù)，五(wǔ)一(yī)黄(huáng)金(jīn)周(zhōu)期(qī)间(jiān)国(guó)内(nèi)有(yǒu)多(duō)个(gè)景(jǐng)区(qū)引(yǐn)入(rù)了(le)一(yī)批(pī)外(wài)骨(gǔ)骼(gé)机(jī)器(qì)人(rén)，并(bìng)向(xiàng)游(yóu)客(kè)提(tí)供(gōng)租(zū)赁(lìn)服(fú)务(wu)，帮(bāng)助(zhù)游(yóu)客(kè)在(zài)景(jǐng)区(qū)登(dēng)山(shān)等(děng)场(chǎng)景(jǐng)节(jié)省(shěng)体(tǐ)力(lì)。
外(wài)骨(gǔ)骼(gé)机(jī)器(qì)人(rén)的(de)概(gài)念(niàn)其(qí)实(shí)起(qǐ)源(yuán)于(yú)上(shàng)世(shì)纪(jì)60年(nián)代(dài)，早(zǎo)期(qī)研(yán)究(jiū)主要(yào)面(miàn)军(jūn)用(yòng)，随(suí)后(hòu)在(zài)经(jīng)过(guò)数(shù)十(shí)年(nián)发(fā)展(zhǎn)后(hòu)，在(zài)2000年(nián)后(hòu)出(chū)现(xiàn)一(yī)些(xiē)面(miàn)向(xiàng)医(yī)疗(liáo)康(kāng)复(fù)的(de)商(shāng)用(yòng)产(chǎn)品(pǐn)。
在(zài)医(yī)疗(liáo)领(lǐng)域，外(wài)骨(gǔ)骼(gé)机(jī)器(qì)人(rén)可(kě)以(yǐ)让(ràng)患(huàn)者(zhě)自(zì)行(xíng)完(wán)成(chéng)康(kāng)复(fù)训(xun)练(liàn)，比(bǐ)如(rú)行(xíng)走(zǒu)练(liàn)习(xí)等(děng)；也(yě)能(néng)够(gòu)帮(bāng)助(zhù)下(xià)肢(zhī)瘫(tān)痪(huàn)患(huàn)者(zhě)恢(huī)复(fù)行(xíng)走(zǒu)能(néng)力(lì)。
在(zài)军(jūn)工(gōng)领(lǐng)域，外(wài)骨(gǔ)骼(gé)机(jī)器(qì)人(rén)能(néng)够(gòu)提(tí)高(gāo)士(shì)兵(bīng)的(de)负(fù)重(zhòng)和(hé)持(chí)续(xù)作(zuò)战(zhàn)能(néng)力(lì)，这(zhè)也(yě)是(shì)目(mù)前(qián)外(wài)骨(gǔ)骼(gé)机(jī)器(qì)人(rén)技(jì)术(shù)最(zuì)领(lǐng)先(xiān)的(de)应(yīng)用(yòng)领(lǐng)域。
外(wài)骨骼机器人也分无源和有源两种。无源外骨骼机器人也就是指不需要外部的动力，只依靠机械结构来提供助力。比如通过储能弹簧、杠杆等结构，加上轻量化的材料，通过结构的巧妙设计，将运动中被动消耗的能量存储，并在需要主动发力时释放这些能量。
典型的是程天科技推出的EasyGo无源外骨骼助行器，售价仅为2599元，重量不到2.5公斤，据称能够帮助穿戴者节省20%的体力。
有源外骨骼机器人则拥有更加复杂的结构，需要有传感器、电机、软件算法、结构等多方面的配合，由于需要用电力驱动电机，所以续航受到电池容量(liàng)的(de)限制，电池也会给外骨骼增加一定的重量。
但有源外骨骼机器人能够根据传感器实时调整助力的输出，通过控制电机来调整输出力量，更加有效地辅助穿戴者进行相应的动作，并且更加省力，使用场景更加丰富。部分较为前沿的产品还能够感知肌电/脑电信号等，通过监测人体运动意图来对外骨骼进行精准控制。
除了医疗和军用之外，有源外骨骼机器人还能够通过更复杂的结构帮助搬运重物，可应用在工业制造领域。
当然，由于结构和软件算法的复杂性，有源外骨骼机器人的成本更高，售价较为高昂。
对于有源外骨骼机器人来说，主要可以分为机械结构、驱动系统、感知系统、控制系统、能源系统等几个部分。
其中驱动系统主流是采用电机，与人形机器人类似，目前一些有源外骨骼是采用无刷电机配合行星减速器、蜗杆减速器、谐波减速器等对外骨骼进行精准驱动。
传感系统包括核心的姿态传感器IMU、电机角度传感器、关节角度传感器、力矩传感器、位置传感器、压力传感器等。
控制系统一般采用支持CAN总线的高性能处理器，传感器采集的数据通过CAN通信传输到主控处理器上，处理器根据传感器数据来对电机进行相应的控制，控制信号同样通过CAN传输至电机中上。这与目前的机器狗以及人型机器人控制方式类似，比如宇树的GO2机器狗上采用的主控芯片是来自瑞芯微的RK3588，集成了4个Cortex-A76和4个Cortex-A55核心，支持四通道LPDDR4/LPDDR4X/LPDDR5外部存储器接口，支持高达1066MHz（LPDDR4）和3200MHz（LPDDR5）的内存频率，NPU提供6TOPS 算力。
能源系统上，外骨骼机器人与其他机器人类似，普遍采用24V/48V驱动，但由于是穿戴式设备，更加需要轻量化和高能量密度，以满足长时间工作(zuò)的(de)需(xū)要(yào)。同时还可以通过能量回收技术，回收部分多余能量提高续航，那么这就需要更复杂的BMS和EMS能量管理系统。
相比人形机器人，外骨骼机器人的市场空间相对较小，且目前还面临小型化、长续航等挑战。未来在民用领域，外骨骼机器人有望能够大规模应用在医疗康复领域，帮助更多行动不便的人重新获取行走能力。
