电影中的“钢铁侠”走了,现实中的“钢铁侠”来了

在实际落地中,外骨骼设备主要分布在两个方向,一是增幅型、一是辅助型,前者主要运用在军事及工业领域,后者则在医疗领域较为常见。

电影中的“钢铁侠”走了,现实中的“钢铁侠”来了

在《复联4》中,陪伴我们多年的钢铁侠,托尼·史塔克还是在不舍中离我们而去,钢铁侠这一形象,曾拯救漫威于将倾,他同样也是很多人打开科幻世界大门的领路人。

多少人,特别是男孩,在当初看完钢铁侠后会幻想什么时候自己也能拥有这么一套机甲,时至今日这个梦想离我们越来越近。

外骨骼设备已在多领域落地

钢铁侠的战甲其实就是一套外骨骼穿戴式设备,也可以称为穿戴式机器人,这类设备对于技术要求很高,需要集人工智能、传感、移动控制、信息、能源、驱动系统等等于一体。

外骨骼机器人能够为穿戴着提供动力,其应用范围十分广泛,国内外已经出现很多较为成熟的产品。

在实际落地中,外骨骼设备主要分布在两个方向,一是增幅型、一是辅助型,前者主要运用在军事及工业领域,后者则在医疗领域较为常见。

外骨骼机器人的概念最早是来源于军事领域,2000年左右,美国军方产生了培育超级士兵的想法,“外骨骼机器人”在此时被提出。

美国军方期望通过这类外骨骼穿戴式设备来提高士兵们的单兵能力,由外部机械进行增幅,使其在速度、弹跳、力量等方面获得提升。

目前比较有名的军事外骨骼机器人有美国雷神公司的XOS以及洛克希德马丁公司的人类外骨骼负重系统。

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近几年,国内对于军事外骨骼机器人的重视程度也越来也高,例如中国兵器集团、中国航天工业集团、中国科学院自动化研究所等单位都在进行这方面技术的研发。

像在电影《流浪地球》中,外骨骼设备也多次出镜,例如配备加特林的机型手臂,还有最后齐心协力推动“顶针”所使用的增幅手套,都属于外骨骼设备。

在军事领域外,目前外骨骼设备运用最多的当属医疗康复领域。在该领域外骨骼设备主要是用在残障人士及老年人身上,在拥有外骨骼机器人后,可以帮助恢复行走能力,或者直接赋予重新站立行走的能力。

在这方面比较著名的有美国EksoEkso Bionics公司,早在2012年,其设备就已经开始像医院和康复中心提供。

国内方面,近几年也涌入了一大波公司,包括傅利叶智能、尖叫科技、大艾、迈步、程天科技等等。

这些公司相比国外大型公司起步较晚,但目前都已经拿到市场融资,说明市场对于外骨骼机器人的前景十分认可。

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大艾旗下的外骨骼机器人,于2018年6月成为中国首个通过CFDA认证的下肢外骨骼机器人。

在军事和医疗康复之外,另一个备受外骨骼机器人关注的就是物流搬运场景。

特别在国内市场,据国家邮政局发布的数据显示,2018年我国快递业务量达到507.1亿件,外骨骼设备对于相关从业人员而言变得十分必要。

京东在2017年就为旗下员工配备了外骨骼机器人,虽然京东早已开始部署无人仓储系统,但仍需要人工来协助机器工作。员工每天弯腰几千上万次分拣快递,长此以往,铁打的身体也受不了。

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京东的外骨骼机器人运用了压力传感器、陀螺仪、无线传导等技术和仪器,凭借动力学原,帮助工人减轻负重,减少身体损伤,并大幅度提升效率。借助外骨骼设备的动力系统,即便是女性员工也能轻松搬运15KG的货物。

除了以上领域,外骨骼机器人还在救灾、抢险等场景得到广泛运用。

你与“钢铁侠”之间只差450000刀

如果说上面那些设备看起来与“钢铁侠”还有差距,那么接下来这套你应该会满意。

英国的一家公司Gravity Industries研发了一套“飞行装甲”Jet Suit,穿上它你便可以像钢铁侠一样,感受飞行的乐趣。

电影中的“钢铁侠”走了,现实中的“钢铁侠”来了

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这套设备带有6 个迷你飞行引擎,各重22公斤,分别装上4 个于双手臂以及两个于小腿或背上,使用锂电池启动,之后通过燃烧燃料的方式持续提供动力,穿戴着通过改变身体方向来控制飞行。

在飞行高度及速度方面,Jet Suit一定超过了你的预期,其最高飞行高度可达将近4000米,而最快时速接近89公里每小时。

2017年,Jet Suit还创造了身体控制喷气发动机动力套装中速度最快的吉尼斯世界纪录,并且还入选《时代》杂志,2018年度代“年度最佳发明榜单”。

这套设备的研发,其主要目的是为了让人类重新思考未来飞行的模式,但目前而言技术还远远无法满足实际需求,在启动后每分钟会消耗4公升的燃料,飞行时间最多持续9分钟。

好消息是,Jet Suit已经在英国的Selfridge百货公司进行出售,其售价为45万刀(约300多万人民币),并且全球限量9套。

目前,Gravity Industries正打算推出一个世界级重力竞赛系列,各家凭借自己的飞行装备进行角逐,已经在与可能的主办城市、媒体单位和赞助商就赛事具体运行进行讨论,最快可能会在今年年底。

说起来,这套设备其实并没有太多实际功能,只能用来娱乐,虽然全球限量9套,但我想应该还没卖完,钱多任性的朋友们,不妨可以考虑入手一套,毕竟300万在北上广的市中心也只够买个厕所,但有了它你可能就是下一个“钢铁侠”。

外骨骼机器人在国内的商业化还有难题

虽然强大的功能性和庞大的市场需求,让外骨骼机器人已经踏上了商业化的进程,但结果并不如想象中美好。以医疗康复外骨骼设备为例,三个方面的问题不解决,市场将无法达到期望的高度。

首先,价格问题是外骨骼机器人大规模普及性应用的最大绊脚石。受硬件技术影响,目前国内大部分外骨骼机器人公司还无法实现大规模量产,这导致了产品价格高居不下。

大体上一台普通国产医疗外骨骼机器人的售价大概在20-50万左右,虽然相比美国、日本的进口产品动辄100万,甚至200万一套的价格要低出很多,但这依然不是普通民众可以接受的价格。

2016年,尖叫科技CTO李牧然表示“我们希望三年内能达到一台大家电的价格。”现在3年过去了,但产品价格基本没有什么变动。

在价格不变的情况下,将设备纳入医保范畴,或许可以解决用户“用不起”的难题,但显然这不是一时半会能够实现的,所以产品价格无法下调,其商业化进程注定艰难。

其次,技术问题理所当然也会成为拦路虎。虽然目前外骨骼机器人在医疗康复领域的应用相对成熟,但由于国内行业起步较晚,在技术方面一度被美、日等国垄断,并且在上游核心零部件方面也严重依赖国外。

另一大技术难题体现在续航方面,目前外骨骼机器人还是以蓄电池供电,续航能力上还远远达不到24小时的使用要求,使用者的活动范围受到电池的容量和效率极大的限制。如何提高能源容量或改变现有充电方式,来扩大使用者活动范围及效率成为了关键问题。

最后,外骨骼机器人作为一种贴身设备,被视为人类身体的外延,那么其舒适性也非常重要。虽然穿戴式外骨骼设备的研究已经比较成熟,但对于民用舒适性还没有足够重视。

对于外骨骼机器人而言,其在人机工程学这一与使用者密切相关的领域投入得还稍显不足。

目前大多数医疗康复外骨骼设备都是采用的捆绑穿戴,而这种穿戴方式会给人带来压迫感,十分不舒服。在热湿舒适性和触觉舒适性方面,其标准也还需要提高。

因此,这三个决定性问题无法得到解决,外骨骼机器人商业化发展就难入正轨。只有当解决这些现实问题,外骨骼机器人才能在广阔的市场中,取得高速且持久的发展。

本文来自,钛媒体,作者:智能相对论。

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