在《復(fù)聯(lián)4》中，陪伴我們多年的鋼鐵俠最終還是在不舍中離我們而去，鋼鐵俠這一形象，曾拯救漫威于將傾，打開(kāi)了很多人向往科幻的大門(mén)。不知有多少少年，在當(dāng)初看完鋼鐵俠后會(huì)幻想什么時(shí)候現(xiàn)實(shí)中也能擁有這么一套炫酷的機(jī)甲，時(shí)至今日這個(gè)夢(mèng)想已經(jīng)離我們?cè)絹?lái)越近了。
外骨骼設(shè)備已在多領(lǐng)域落地
鋼鐵俠的戰(zhàn)甲其實(shí)就是一套外骨骼穿戴式設(shè)備，也可以稱為穿戴式機(jī)器人，這類設(shè)備對(duì)于技術(shù)要求很高，需要集人工智能、傳感、移動(dòng)控制、信息、能源、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等等于一體。
外骨骼機(jī)器人能夠?yàn)榇┐髦峁﹦?dòng)力，其應(yīng)用范圍十分廣泛，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)很多較為成熟的產(chǎn)品。
在實(shí)際落地中，外骨骼設(shè)備主要分布在兩個(gè)方向，一是增幅型、一是輔助型，前者主要運(yùn)用在軍事及工業(yè)領(lǐng)域，后者則在醫(yī)療領(lǐng)域較為常見(jiàn)。
外骨骼機(jī)器人的概念最早是來(lái)源于軍事領(lǐng)域，2000年左右，美國(guó)軍方產(chǎn)生了培育超級(jí)士兵的想法，“外骨骼機(jī)器人”在此時(shí)被提出。
美國(guó)軍方期望通過(guò)這類外骨骼穿戴式設(shè)備來(lái)提高士兵們的單兵能力，由外部機(jī)械進(jìn)行增幅，使其在速度、彈跳、力量等方面獲得提升。
目前比較有名的軍事外骨骼機(jī)器人有美國(guó)雷神公司的XOS以及洛克希德馬丁公司的人類外骨骼負(fù)重系統(tǒng)。
近幾年，國(guó)內(nèi)對(duì)于軍事外骨骼機(jī)器人的重視程度也越來(lái)也高，例如中國(guó)兵器集團(tuán)、中國(guó)航天工業(yè)集團(tuán)、中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所等單位都在進(jìn)行這方面技術(shù)的研發(fā)。
像在電影《流浪地球》中，外骨骼設(shè)備也多次出鏡，例如配備加特林的機(jī)型手臂，還有最后齊心協(xié)力推動(dòng)“頂針”所使用的增幅手套，都屬于外骨骼設(shè)備。
在軍事領(lǐng)域外，目前外骨骼設(shè)備運(yùn)用最多的當(dāng)屬醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域。在該領(lǐng)域外骨骼設(shè)備主要是用在殘障人士及老年人身上，在擁有外骨骼機(jī)器人后，可以幫助恢復(fù)行走能力，或者直接賦予重新站立行走的能力。
在這方面比較著名的有美國(guó)EksoEkso Bionics公司，早在2012年，其設(shè)備就已經(jīng)開(kāi)始像醫(yī)院和康復(fù)中心提供。
國(guó)內(nèi)方面，近幾年也涌入了一大波公司，包括傅利葉智能、尖叫科技、大艾、邁步、程天科技等等。
這些公司相比國(guó)外大型公司起步較晚，但目前都已經(jīng)拿到市場(chǎng)融資，說(shuō)明市場(chǎng)對(duì)于外骨骼機(jī)器人的前景十分認(rèn)可。
大艾旗下的外骨骼機(jī)器人，于2018年6月成為中國(guó)首個(gè)通過(guò)CFDA認(rèn)證的下肢外骨骼機(jī)器人。
在軍事和醫(yī)療康復(fù)之外，另一個(gè)備受外骨骼機(jī)器人關(guān)注的就是物流搬運(yùn)場(chǎng)景。
特別在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，據(jù)國(guó)家郵政局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2018年我國(guó)快遞業(yè)務(wù)量達(dá)到507.1億件，外骨骼設(shè)備對(duì)于相關(guān)從業(yè)人員而言變得十分必要。
京東在2017年就為旗下員工配備了外骨骼機(jī)器人，雖然京東早已開(kāi)始部署無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，但仍需要人工來(lái)協(xié)助機(jī)器工作。員工每天彎腰幾千上萬(wàn)次分揀快遞，長(zhǎng)此以往，鐵打的身體也受不了。
京東的外骨骼機(jī)器人運(yùn)用了壓力傳感器、陀螺儀、無(wú)線傳導(dǎo)等技術(shù)和儀器，憑借動(dòng)力學(xué)原，幫助工人減輕負(fù)重，減少身體損傷，并大幅度提升效率。借助外骨骼設(shè)備的動(dòng)力系統(tǒng)，即便是女性員工也能輕松搬運(yùn)15KG的貨物。
除了以上領(lǐng)域，外骨骼機(jī)器人還在救災(zāi)、搶險(xiǎn)等場(chǎng)景得到廣泛運(yùn)用。
你與“鋼鐵俠”之間只差450000刀
如果說(shuō)上面那些設(shè)備看起來(lái)與“鋼鐵俠”還有差距，那么接下來(lái)這套你應(yīng)該會(huì)滿意。
英國(guó)的一家公司Gravity Industries研發(fā)了一套“飛行裝甲”Jet Suit，穿上它你便可以像鋼鐵俠一樣，感受飛行的樂(lè)趣。
這套設(shè)備帶有6 個(gè)迷你飛行引擎，各重22公斤，分別裝上4 個(gè)于雙手臂以及兩個(gè)于小腿或背上，使用鋰電池啟動(dòng)，之后通過(guò)燃燒燃料的方式持續(xù)提供動(dòng)力，穿戴著通過(guò)改變身體方向來(lái)控制飛行。
在飛行高度及速度方面，Jet Suit一定超過(guò)了你的預(yù)期，其最高飛行高度可達(dá)將近4000米，而最快時(shí)速接近89公里每小時(shí)。
2017年，Jet Suit還創(chuàng)造了身體控制噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力套裝中速度最快的吉尼斯世界紀(jì)錄，并且還入選《時(shí)代》雜志，2018年度代“年度最佳發(fā)明榜單”。
這套設(shè)備的研發(fā)，其主要目的是為了讓人類重新思考未來(lái)飛行的模式，但目前而言技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足實(shí)際需求，在啟動(dòng)后每分鐘會(huì)消耗4公升的燃料，飛行時(shí)間最多持續(xù)9分鐘。
好消息是，Jet Suit已經(jīng)在英國(guó)的Selfridge百貨公司進(jìn)行出售，其售價(jià)為45萬(wàn)刀（約300多萬(wàn)人民幣），并且全球限量9套。
目前，Gravity Industries正打算推出一個(gè)世界級(jí)重力競(jìng)賽系列，各家憑借自己的飛行裝備進(jìn)行角逐，已經(jīng)在與可能的主辦城市、媒體單位和贊助商就賽事具體運(yùn)行進(jìn)行討論，最快可能會(huì)在今年年底。
說(shuō)起來(lái)，這套設(shè)備其實(shí)并沒(méi)有太多實(shí)際功能，只能用來(lái)娛樂(lè)，雖然全球限量9套，但我想應(yīng)該還沒(méi)賣完，錢(qián)多任性的朋友們，不妨可以考慮入手一套，畢竟300萬(wàn)在北上廣的市中心也只夠買個(gè)廁所，但有了它你可能就是下一個(gè)“鋼鐵俠”。
外骨骼機(jī)器人在國(guó)內(nèi)的商業(yè)化還有難題
雖然強(qiáng)大的功能性和龐大的市場(chǎng)需求，讓外骨骼機(jī)器人已經(jīng)踏上了商業(yè)化的進(jìn)程，但結(jié)果并不如想象中美好。以醫(yī)療康復(fù)外骨骼設(shè)備為例，三個(gè)方面的問(wèn)題不解決，市場(chǎng)將無(wú)法達(dá)到期望的高度。
首先，價(jià)格問(wèn)題是外骨骼機(jī)器人大規(guī)模普及性應(yīng)用的最大絆腳石。受硬件技術(shù)影響，目前國(guó)內(nèi)大部分外骨骼機(jī)器人公司還無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)，這導(dǎo)致了產(chǎn)品價(jià)格高居不下。
大體上一臺(tái)普通國(guó)產(chǎn)醫(yī)療外骨骼機(jī)器人的售價(jià)大概在20-50萬(wàn)左右，雖然相比美國(guó)、日本的進(jìn)口產(chǎn)品動(dòng)輒100萬(wàn)，甚至200萬(wàn)一套的價(jià)格要低出很多，但這依然不是普通民眾可以接受的價(jià)格。
2016年，尖叫科技CTO李牧然表示“我們希望三年內(nèi)能達(dá)到一臺(tái)大家電的價(jià)格?！爆F(xiàn)在3年過(guò)去了，但產(chǎn)品價(jià)格基本沒(méi)有什么變動(dòng)。
在價(jià)格不變的情況下，將設(shè)備納入醫(yī)保范疇，或許可以解決用戶“用不起”的難題，但顯然這不是一時(shí)半會(huì)能夠?qū)崿F(xiàn)的，所以產(chǎn)品價(jià)格無(wú)法下調(diào)，其商業(yè)化進(jìn)程注定艱難。
其次，技術(shù)問(wèn)題理所當(dāng)然也會(huì)成為攔路虎。雖然目前外骨骼機(jī)器人在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用相對(duì)成熟，但由于國(guó)內(nèi)行業(yè)起步較晚，在技術(shù)方面一度被美、日等國(guó)壟斷，并且在上游核心零部件方面也嚴(yán)重依賴國(guó)外。
另一大技術(shù)難題體現(xiàn)在續(xù)航方面，目前外骨骼機(jī)器人還是以蓄電池供電，續(xù)航能力上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到24小時(shí)的使用要求，使用者的活動(dòng)范圍受到電池的容量和效率極大的限制。如何提高能源容量或改變現(xiàn)有充電方式，來(lái)擴(kuò)大使用者活動(dòng)范圍及效率成為了關(guān)鍵問(wèn)題。
最后，外骨骼機(jī)器人作為一種貼身設(shè)備，被視為人類身體的外延，那么其舒適性也非常重要。雖然穿戴式外骨骼設(shè)備的研究已經(jīng)比較成熟，但對(duì)于民用舒適性還沒(méi)有足夠重視。
對(duì)于外骨骼機(jī)器人而言，其在人機(jī)工程學(xué)這一與使用者密切相關(guān)的領(lǐng)域投入得還稍顯不足。
目前大多數(shù)醫(yī)療康復(fù)外骨骼設(shè)備都是采用的捆綁穿戴，而這種穿戴方式會(huì)給人帶來(lái)壓迫感，十分不舒服。在熱濕舒適性和觸覺(jué)舒適性方面，其標(biāo)準(zhǔn)也還需要提高。
因此，這三個(gè)決定性問(wèn)題無(wú)法得到解決，外骨骼機(jī)器人商業(yè)化發(fā)展就難入正軌。只有當(dāng)解決這些現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，外骨骼機(jī)器人才能在廣闊的市場(chǎng)中，取得高速且持久的發(fā)展。