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                      外骨骼機器人:左手醫療,右手工業

                      核心提示:1890年,一位叫尼古拉斯亞根的俄羅斯人發明了一種用壓縮空氣包為動力的類外骨骼系統;1917年,美國發明家開發了一種以蒸汽為動力
                      發布日期:2019-12-04   來源:雷鋒網
                      1890年,一位叫尼古拉斯·亞根的俄羅斯人發明了一種用壓縮空氣包為動力的類外骨骼系統;1917年,美國發明家開發了一種以蒸汽為動力的外骨骼機器人;1970年,通用電氣設計的Hardman系統,包含了30多個關節,能舉起1500磅的重量。
                       
                      8月29日,在2019世界機器人大會上,物流外骨骼機器人領域的創業企業鐵甲鋼拳創始人王潮告訴雷鋒網(公眾號:雷鋒網),鐵甲鋼拳將在今年9月正式推出其第一款物流領域通用外骨骼機器人。
                       
                      從研發到應用,外骨骼機器人已經走過了第一個百年。外骨骼機器人也從最初的軍用領域,開始在醫療、工業、物流等領域零星有所應用,包括美國的Ekso Labs、以色列的Rewalk、日本的CyberDyne、松下的外骨骼機器人雖然巨貴(ReWalk 6.0系統售價約為7.7萬美金,Cyberdyne的產品售價更是高達20多萬美金),但是也已有產品逐漸落地應用。
                       
                      相對而言,國內外骨骼機器人更多仍處于研發階段,包括部分企業已經商用的外骨骼機器人主要仍是與高校、企業合作,以研發平臺形式對外輸出。
                       
                      “2018年下半年起,中國工業機器人產量同比增長放緩,機器人產業已經進入深度調整階段,拓展新的應用領域、提質增效成為產業健康發展的迫切需求。”工業和信息化部副部長辛國斌在2019世界機器人大會上談到。
                       
                      機器人產業進入深度調整期后,2019年,外骨骼機器人市場迎來新機遇。
                      醫療外骨骼:嘗試腦電結合,落地產品稀缺
                      醫療外骨骼機器人所處領域,又稱康復行業,主要用于幫助病人做步態康復訓練。國內這一賽道已經涌現了眾多初創企業,包括大艾、邁步、尖叫科技、傅利葉智能等均是近些年來這一領域的明星企業。在這些企業中,就融資情況來看,普遍在2017年-2018年已經完成Pre-A輪融資,傅利葉智能則在今年7月對外公布了千萬元級B輪融資。
                       
                      與此同時,傅利葉在今年1月對外發布了其外骨骼機器人開放平臺EXOPS。在接受雷鋒網采訪時,傅利葉智能CEO顧捷表示,“目前,部分高校將外骨骼機器人跟腦電結合,進行腦機接口方面的開發。而原本腦機接口的開發都是基于腦電、神經控制這一塊,EXOPS平臺通過跟國際領先技術的結合,可以創造出一些新的科研方向。此外,通過和表面的肌肉電信號等進行結合,可以提供一些人機交互方面更先進的控制方法。”
                       
                      現階段,西安交大、帝國理工、墨爾本大學都有在做腦電方面的研究,而香港理工,則專注于經顱磁刺激和外骨骼機器人相結合的研究,這些都是目前世界上神經康復和機器人康復領域中非常前沿的方向。
                       
                      盡管如此,我國康復醫療產業還處于發展初期階段,即使部分已經獲得各類醫療認證的外骨骼機器人,更多企業仍將大部分精力投入在這些醫療外骨骼機器人研發上,真正商業應用的產品主要還是在關節康復設備上,諸如傅利葉智能的腕關節、踝關節康復設備,邁步機器人的手部康復設備等。這些產品目前主要也是與醫院合作(或租或賣)。
                       
                       
                      左圖為傅利葉智能M1-W腕關節康復機器人,右圖為邁步手部康復機器人
                       
                      工業外骨骼:成國內新風口,汽車廠商開始嘗鮮
                      工業外骨骼機器人發展如何?
                       
                      松下在這方面發展較早,早在2014年就公開了其外骨骼機器人的項目。據雷鋒網此件報道,松下為了讓普通工人能夠輕松負重15公斤的重物到處移動,做了一個輕便版的外骨骼支架。在背部、大腿、小腿到腳部的區域里用碳纖維材料支撐,配合著可以由傳感器喚醒的動力馬達,可以輕松地幫人負重15公斤工作。
                       
                      此外,包括美國的Ekso Bionics、suitX都已經推出了自家工業用外骨骼機器人,其中,Ekso Bionics公司的上肢外骨骼機器人EksoVest已經應用到福特汽車流水線的頂部作業。
                       
                      2018年4月,傅利葉智能的聯合創始人兼CTO徐振華創立了傲鯊智能,與傅利葉智能不同,傲鯊智能主要從事工業外骨骼機器人研發。
                       
                      整個工業外骨骼機器人從技術路線上可以分為兩類:機械助力外骨骼機器人和伺服驅動/電助力外骨骼機器人。新一代電助力外骨骼機器人已有諸如美國Sarcos公司已有研發電助力外骨骼機器人,Sarcos研發了液壓助力的大型軍用外骨骼機器人,但是由于重量和成本較高,目前無法得到普及。
                       
                      今年2月,傲鯊智能完成百萬元級天使輪融資,在接受雷鋒網專訪時,傲鯊智能創始人兼CEO徐振華表示,“整個工業外骨骼機器人尚且處在一個早期階段,傲鯊智能想要做的就是將軍方應用電助力外骨骼機器人在進行簡化和輕量化后,下沉到工業市場。”
                       
                      據悉,傲鯊智能的MAPS工業上肢外骨骼機器人(1.0版本)近期已經在奇瑞汽車、宇通客車、北京奔馳、吉利汽車工廠中試用,傲鯊智能CMO張華也向雷鋒網透露,“傲鯊智能外骨骼機器人(MAPS)第一批樣機用戶試用完成,目前產品還在升級中,預計10月中旬陸續交付用戶小批量應用。”
                       
                       
                      物流外骨骼:未來十年仍是剛需
                      物流外骨骼機器人屬于工業外骨骼機器人一個分支領域,這一分支領域尤其在物流發達的國內應用火爆。2017年京東雙十一和2018年京東618期間,鐵甲鋼拳的物流外骨骼成為京東的一次新的嘗試。
                       
                      鐵甲鋼拳創始人王潮告訴雷鋒網,“2017年,我們拿到了第一筆訂單,當時我們是中國唯一一家拿到訂單的物流外骨骼機器人企業,所以這一訂單的好處不是賺了多少錢,而是京東對我們開放了它所有倉儲系統的使用權限,我們的設備在京東倉儲系統中經過兩年的連續使用后,現在氣動外骨骼機器人已經迭代到第七代,電動外骨骼機器人已經迭代到第四代,包括控制、使用、體驗等方面都有了很大的改善。”
                       
                      外骨骼機器人:左手醫療,右手工業
                       
                      據悉,鐵甲鋼拳公司注冊于2017年,在此之前,2014年團隊已經成立。
                       
                      考慮到外骨骼機器人主要有功率密度、控制系統的兩大難題,王潮告訴雷鋒網,2014年-2017年之間,鐵甲鋼拳的初創團隊針對功率密度,研發了適用于外骨骼機器人的精度適中、功率較大的電機、減速器;針對控制系統,研發了適用于外骨骼機器人的壓力傳感器、新型三軸傳感器和自學習算法。 
                       
                      值得注意的是,鐵甲鋼拳在算法方面,通過檢測加速度、角度、壓力三方面數據進而檢測使用者運動狀態并提供相應的助力。
                       
                      有些人在彎腰起身時會習慣性地抖動一下,采用固定算法很難適用于使用者的各種習慣,我們通過研發自學習算法,不同使用者在穿戴后,算法會自動學習使用者使用習慣,并通過檢測使用者運動趨勢提供助力。
                       
                      與物流外骨骼應用類似,物流機器人領域還有一類應用較為成熟的機器人是倉儲機器人,倉儲機器人是否與物流外骨骼機器人有沖突?
                       
                      王潮告訴雷鋒網:
                       
                      中國和美國人力成本大概是它1/6,對于美國人和中國人來說,買機器人的成本卻是一樣的。所以,美國亞馬遜已經開始應用無人倉,中國目前還沒有出錢。什么時候中國人力成本再增長6倍,或設備成本下降6倍,中國無人倉才可能真正落地。而后續外骨骼也將向戶外物流場景和ToC端拓展。
                       
                      這個時間需要多久?我認為至少還要10到15年。 
                       
                      8月27日,鐵甲鋼拳對外公布,已完成一千萬元Pre-A輪融資,領投方為物種起源,遠望資本及迅雷創始人程浩跟投。本輪融資主要用于核心技術的持續投入、核心應用產品的開發和運營投入。
                       
                      據悉,目前鐵甲鋼拳已與京東、德邦、施耐德就物流外骨骼機器人有合作應用。王潮告訴雷鋒網,今年9月,鐵甲鋼拳將發布其首款通用產品(此前為定制產品),未來將會繼續深入做工業、建筑場景應用的外骨骼機器人。
                       
                      外骨骼機器人發展至今,從研發到應用,已經走過了第一個百年。盡管如此,目前外骨骼機器人行業應用仍處于初期階段,尤其在國內,無論是在醫療領域,還是在工業領域,真正要實現大規模商用還要再等幾年。
                       
                      值得注意的是,在醫療外骨骼機器人仍在不斷嘗試應用新技術尋求在產品性能和功能上新突破時,工業外骨骼機器人也在國內應需興起,包括在汽車裝配、物流行業領域的應用,中國工業外骨骼機器人相關企業也已經開始跑步前進。
                       
                      雖然行業大規模落地可能還較遙遠,但是相關技術和產品已經開始在部分廠商生產線試用,以現階段廠商試用數據顯示,工業外骨骼機器人可以提升工人2-3倍的工作效率。下半年也將會有相應產品小規模量產、應用。
                       
                      由此可見,隨著機器人產業在2018年開始進入深度調整期,2019年,“左手醫療,右手工業”的外骨骼機器人市場也將迎來新的發展機遇。
                       
                       
                       
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