【导语】电子发烧友网讯，外骨骼机器人近期备受市场瞩目。五一期间，国内多个景区引入外骨骼机器人租赁服务，助力游客登山。外骨骼机器人起源于上世纪60年代，早期主要应用于军事，后逐渐拓展至医疗康复等领域。无源与有源外骨骼机器人各具特色，前者依赖机械结构助力，后(hòu)者(zhě)则(zé)通(tōng)过(guò)传(chuán)感器、电机等实现更精准的辅助。尽管面临小型化、长续航等挑战，外骨骼机器人在医疗康复等民用领域的应用前景广阔，有望为更多行动不便者带来福音。
电子发烧友网报道（文/梁浩斌）外骨骼机器人在近期得到市场广泛关注，五一黄金周期间国内有多个景区引入了一批外骨骼机器人，并向游客提供租赁服务，帮助游客在景区登山等场景节省体力。
外骨骼机器人的概念其实起源于上世纪60年代，早期研究主要面军用，随后在经过数十年发展后，在2000年后出现一些面向医疗康复的商用产品。
在医疗领域，外骨骼(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)骼机器人能够提高士兵的负重和持续作战能力，这也是目前外骨骼机器人技术最领先的应用领域。
外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的限制，电池也会给外骨骼增加一定的重量。
但有(yǒu)源(yuán)外(wài)骨(gǔ)骼(gé)机(jī)器(qì)人(rén)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(gǎn)器(qì)、力(lì)矩(ju)传(chuán)感(gǎn)器(qì)、位(wèi)置(zhì)传(chuán)感(gǎn)器(qì)、压(yā)力(lì)传(chuán)感(gǎn)器(qì)等(děng)。
控(kòng)制(zhì)系(xì)统(tǒng)一(yī)般(bān)采用(yòng)支(zhī)持(chí)CAN总(zǒng)线(xiàn)的(de)高(gāo)性(xìng)能(néng)处(chù)理(lǐ)器(qì)，传(chuán)感(gǎn)器(qì)采集的(de)数(shù)据(jù)通(tōng)过(guò)CAN通(tōng)信(xìn)传(chuán)输(shū)到(dào)主控(kòng)处(chù)理(lǐ)器(qì)上(shàng)，处(chù)理(lǐ)器(qì)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，以满足长时间工作的需要。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(yòng)在(zài)医(yī)疗(liáo)康(kāng)复(fù)领(lǐng)域，帮(bāng)助(zhù)更(gèng)多(duō)行(xíng)动(dòng)不(bù)便(biàn)的(de)人(rén)重(zhòng)新(xīn)获(huò)取(qǔ)行(xíng)走(zǒu)能(néng)力(lì)。
