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骨骼@钢铁侠不是梦！外骨骼机器人如何在各行各业提升人的力量和效率？


北京联盟_本文原题：钢铁侠不是梦！外骨骼机器人如何在各行各业提升人的力量和效率？
骨骼@钢铁侠不是梦！外骨骼机器人如何在各行各业提升人的力量和效率？
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4 月 2 日 ， IT 桔子邀请到傲鲨智能 创始人徐振华 ， 在 IT 桔子的人工智能社群中分享了外骨骼机器人产业技术发展和现状 ， 以下为本次活动的干货观点分享 。
外骨骼技术归根结底是一种人机协作的动力控制技术 。 通过现代化的机电控制技术、机械结构、电机来增强人的绝对力量以及耐力 。 属于人机协作机器人的一个分支 。
从历史追寻源头的话 ， 其实早在 1830 年就已经有一些著名的插画师提供了外骨骼机器人的想象 ， 使用蒸汽动力为人提供额外的力量 。
1965 年 ， 美国军方和通用公司制造出了人类历史上第一部真正意义上的动力外骨骼机器人 ， 大部分使用的是液压技术 ， 所以整个外骨骼机器人非常笨重 。
1978 年开始 ， 在 MIT 之类的大学都开始有外骨骼试制产品 。 外骨骼的历史发展非常悠久的 ， 但受制于当时的技术 ， 比如电机、驱动器、传感器、编码器等的技术 ， 还受制于运动学、动力学的发展 ， 外骨骼早期发展比较缓慢 ， 并且不能真正意义上做到可以在工程环境或工业环境中给普通人使用 ， 大部分处于实验室阶段 。
骨骼@钢铁侠不是梦！外骨骼机器人如何在各行各业提升人的力量和效率？
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经历高校实验室研究发展以及自动化技术的发展 ， 现在的外骨骼发生了很大的变化 。 本次我们大致从外骨骼机器人的驱动方式和应用场景上来做一个归类 ， 详见上图 。
机械类助力的外骨骼 ， 比如 Ottobock、suitX 等做的都是机械类外骨骼 ， 主要通过弹簧助力 ， 其中人体对弹簧的蓄能和弹簧释放的能量来完成助力 ， 这属于纯机械类的外骨骼机器人 。 机械类外骨骼目前主要应用于汽车总装线的工位 ， 特别是头顶工位多一些 。
但由于助力相对比较小 ， 其本身的弹簧需要人工去压缩的 ， 所以初始力不能太大 ， 存在对人体一些正常活动的干扰 。 后面还出现了一些气动外骨骼 。 像国内的铁甲钢拳 ， 他们现在也开发了一些电动类外骨骼 。 国外的日本一家公司也有一些气动肌肉外骨骼出现 ， 这种驱动形式在物流有部分应用 。
电动伺服驱动形式的外骨骼公司目前是最多的 ， 除了傲鲨智能之外 ， 日本的 ATOUN 还有德国 Bionic 等都属于电动型外骨骼 ， 主要在工业、物流搬运、汽车底盘工位等一些特定工位有较多应用 。 电液伺服应用比较少 ， 电液伺服本质上是液压伺服 。 一般这种外骨骼的特征是助力非常大 ， 而且重量输出比和重量比都非常高 。 军用场景比较多 ， 典型代表是洛克希德马丁公司的 HULC、Sarcos 的 XO 系列都是用液压技术驱动的外骨骼 ， 一般应用于军工领域等 。
大家比较熟悉的应该是医疗行业 。 前几年做医疗外骨骼的外国公司非常多 ， 典型代表如 EXSO-GT、Rewalk 等都在康复领域有比较多的应用 。 该领域国内也有很多公司涉及 ， 如大艾、布法罗、傅利叶等 。
总体来说 ， 目前大部分外骨骼驱动方式以电动伺服为主 。 包括 Sarcos 也已经从液压伺服改到电动伺服 。 机械类外骨骼由于比较轻便简单、价格也比较低廉 ， 在一些小负载场合也有一定的应用市场 。
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为什么外骨骼会在工业上有应用？大家经常看到汽车制造业有大量工业机器人应用 ， 以为已经实现全自动化制造了 ， 上图中展现的是一个总拼工位——汽车白车身制造阶段的工位 ， 汽车从前端的钣金冲压、白车身焊接到喷漆阶段的确基本实现了 95% 以上的自动化 ， 如第一梯队 fanuc、ABB 等 ， 第二梯队那智不二越、史陶比尔等这类工业机器人已经实现了非常多的应用 ， 在白车身阶段确实实现了全自动化 。 但大家看到的只是整车制造流程中的一部分 ， 之后还有我们称之为总装工位的阶段 ， 含有大量的人工工作 ， 如下图展示 。


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