【导语】电子发烧友网讯，近期外骨骼机器人在市场上备受瞩目。五一黄金周期间，国内多个景区引入外骨骼机器人提供租赁服务，助力游客登山省力。外骨骼机器人起源于上世纪60年代，经历数十年发展，如今在医疗康复、军工及工业制造等领域展现广泛应用潜力。其中，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，后者通过复杂系统实现精准控制。尽管面临小型化、长续航等挑战，外骨骼机器人在民用领域尤其是医疗康复上的前景依然广阔。
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，外骨骼机器人可以让患者自行完成康复训练，比如行走练习等；也能够帮助下肢瘫痪患者恢复行走能力。
在军工领域，外骨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(jì)推(tuī)出(chū)的(de)EasyGo无(wú)源(yuán)外(wài)骨(gǔ)骼(gé)助(zhù)行(xíng)器(qì)，售(shòu)价(jià)仅(jǐn)为(wèi)2599元(yuán)，重(zhòng)量(liàng)不(bù)到(dào)2.5公(gōng)斤(jīn)，据(jù)称(chēng)能(néng)够(gòu)帮(bāng)助(zhù)穿(chuān)戴(dài)者(zhě)节(jié)省(shěng)20%的(de)体(tǐ)力(lì)。
有(yǒu)源(yuán)外(wài)骨(gǔ)骼(gé)机(jī)器(qì)人(rén)则(zé)拥(yōng)有(yǒu)更(gèng)加(jiā)复(fù)杂(zá)的(de)结(jié)构(gòu)，需(xū)要(yào)有(yǒu)传(chuán)感(gǎn)器(qì)、电(diàn)机(jī)、软(ruǎn)件(jiàn)算(suàn)法(fǎ)、结(jié)构(gòu)等(děng)多(duō)方(fāng)面(miàn)的(de)配(pèi)合(hé)，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。
但有源外骨骼机器人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(jiā)丰(fēng)富(fù)。部(bù)分(fēn)较(jiào)为(wèi)前(qián)沿(yán)的(de)产(chǎn)品(pǐn)还(hái)能(néng)够(gòu)感(gǎn)知(zhī)肌(jī)电(diàn)/脑(nǎo)电(diàn)信(xìn)号(hào)等(děng)，通(tōng)过(guò)监(jiān)测(cè)人(rén)体(tǐ)运(yùn)动(dòng)意(yì)图(tú)来(lái)对(duì)外(wài)骨(gǔ)骼(gé)进(jìn)行(xíng)精(jīng)准(zhǔn)控(kòng)制(zhì)。
除(chú)了(le)医(yī)疗(liáo)和(hé)军(jūn)用(yòng)之(zhī)外(wài)，有(yǒu)源(yuán)外(wài)骨(gǔ)骼(gé)机(jī)器(qì)人(rén)还(hái)能(néng)够(gòu)通(tōng)过(guò)更(gèng)复(fù)杂(zá)的(de)结(jié)构(gòu)帮(bāng)助(zhù)搬(bān)运(yùn)重(zhòng)物(wù)，可(kě)应(yīng)用(yòng)在(zài)工(gōng)业(yè)制(zhì)造(zào)领(lǐng)域。
当(dāng)然(rán)，由(yóu)于(yú)结(jié)构(gòu)和(hé)软(ruǎn)件(jiàn)算(suàn)法(fǎ)的(de)复(fù)杂(zá)性(xìng)，有(yǒu)源(yuán)外(wài)骨(gǔ)骼(gé)机(jī)器(qì)人(rén)的(de)成(chéng)本(běn)更(gèng)高(gāo)，售(shòu)价(jià)较(jiào)为(wèi)高(gāo)昂(áng)。
对(duì)于(yú)有(yǒu)源(yuán)外(wài)骨(gǔ)骼(gé)机(jī)器(qì)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、关节角度传感器、力矩传感器、位置传感器、压力传感器等。
控制系统一般采用支持CAN总线的高性能处理器，传感器采集的数据通过CAN通信传输到主控处理器上，处理器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(yào)。同(tóng)时(shí)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在医疗康复领域，帮助更多行动不便的人重新获取行走能力。
