在國(guó)家對(duì)科技助殘政策的大力推廣下，近年來(lái)，外骨骼機(jī)器人也發(fā)展迅速，為殘疾人、老年人的生活提供了便利，科幻電影中的“鋼鐵戰(zhàn)甲”正一步一步成為現(xiàn)實(shí)。今天福祉君為大家分享，外骨骼機(jī)器人是什么？有何特點(diǎn)？如何助殘？

外骨骼（Exoskeleton）一詞源于生物學(xué)中昆蟲(chóng)和殼類動(dòng)物的堅(jiān)硬外殼，主要為昆蟲(chóng)和殼類動(dòng)物提供保護(hù)、補(bǔ)足與支撐，從而增強(qiáng)它們的運(yùn)動(dòng)、防護(hù)和適應(yīng)環(huán)境的能力。外骨骼機(jī)器人（Powered Exoskeleton）則是一種可穿戴式的可移動(dòng)機(jī)械裝置，通過(guò)電機(jī)、傳感器、控制系統(tǒng)等技術(shù)協(xié)作，增強(qiáng)或恢復(fù)人體的運(yùn)動(dòng)能力，助力穿戴者更好行走。目前，柔性外骨骼機(jī)器人作為為人體運(yùn)動(dòng)助力的柔性可穿戴式裝置，在系統(tǒng)組成上主要分為柔順外骨骼套、輕型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)感知系統(tǒng)以及智能控制系統(tǒng)。

從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，外骨骼機(jī)器人可分為柔性和剛性兩類。傳統(tǒng)的剛性外骨骼機(jī)器人是由硬質(zhì)材料，如金屬、塑料、纖維等制成，且通常具有剛性框架。

來(lái)源：云南省科協(xié)

目前，柔性外骨骼機(jī)器人的應(yīng)用廣泛，主要分布在醫(yī)療康復(fù)、工業(yè)、軍事、民用領(lǐng)域等，其正在逐步融入各行各業(yè)，持續(xù)拓展應(yīng)用邊界，為人類生產(chǎn)生活帶來(lái)更多便利與可能 。

柔性外骨骼機(jī)器人在醫(yī)療領(lǐng)域作用顯著。它能為肢體運(yùn)動(dòng)障礙患者提供助力，幫助偏癱、截癱患者實(shí)現(xiàn)站立、行走等動(dòng)作。如全球領(lǐng)先的下肢康復(fù)機(jī)器人醫(yī)療設(shè)備制造商ReWalk與哈佛大學(xué)共同研發(fā)的柔性外骨骼機(jī)器人Re-Store Exo-Suit。該款機(jī)器人是一款電動(dòng)、輕便、可穿戴的軟外裝，采用柔軟舒適的紡織組件，可自適應(yīng)地與患者步態(tài)同步，以促進(jìn)患者的功能性步態(tài)訓(xùn)練，可用于因中風(fēng)而下肢癱瘓人士的康復(fù)。同時(shí)，Re-Store Exo-Suit可實(shí)時(shí)反饋穿戴者數(shù)據(jù)，可讓康復(fù)師優(yōu)化療程并實(shí)時(shí)跟蹤患者進(jìn)展。

圖源：Exoskeleton Report網(wǎng)站

此外，國(guó)內(nèi)的科技公司也研制出了適用于醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域的產(chǎn)品，如長(zhǎng)沙優(yōu)龍機(jī)器人公司研發(fā)的柔性外骨骼機(jī)器人——“騰云”。該設(shè)備自重僅兩千克，具備輕便靈活、精準(zhǔn)步態(tài)預(yù)判等特點(diǎn)，能夠有效減輕使用者的下肢負(fù)擔(dān)，幫助癱瘓患者重新站立，并實(shí)現(xiàn)踏步、行走等動(dòng)作，也可輔助患者進(jìn)行單關(guān)節(jié)訓(xùn)練、多關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)、步態(tài)調(diào)整等。此外，“騰云”在價(jià)格上僅為美國(guó)同類產(chǎn)品的十分之一，不僅可以減輕患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，還可以打破進(jìn)口技術(shù)壟斷。

圖源：CREXPO官網(wǎng)

不僅如此，優(yōu)龍機(jī)器人公司的柔性外骨骼機(jī)器人——“熊貓”則融合了仿生學(xué)、人機(jī)交互等先進(jìn)技術(shù)，以此精準(zhǔn)預(yù)判使用者的行走意圖，降低穿戴者步行能量消耗，可為下肢股四頭肌肌力不足者提供康復(fù)訓(xùn)練和功能代償。

圖源：CREXPO官網(wǎng)

程天科技研發(fā)的悠行UGO康復(fù)外骨骼機(jī)器人則采用柔性綁帶，方便穿脫，適用于脊髓損傷、腦卒中、下肢肌無(wú)力或其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病導(dǎo)致的下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者，可幫助能夠下床活動(dòng)的康復(fù)患者進(jìn)行步行訓(xùn)練。

來(lái)源：程天科技官網(wǎng)

北京大艾機(jī)器人旗下的AiWalker系列外骨骼機(jī)器人具有舒適可調(diào)節(jié)的人體工學(xué)綁帶，可防止穿戴者的皮膚受壓受損。同時(shí)，其操作簡(jiǎn)易，穿戴迅速，可進(jìn)行主動(dòng)糾偏訓(xùn)練，誘導(dǎo)患者形成正確的核心肌群控制能力，適用于截癱、腦癱、偏癱引起的下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙等人群。

圖源：大艾機(jī)器人官網(wǎng)

目前，國(guó)內(nèi)高校也在柔性外骨骼機(jī)器人的研究上有所進(jìn)展，例如中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所科研人員便面向手部康復(fù)，設(shè)計(jì)出了一款具有靈巧操作能力的柔性手部外骨骼機(jī)器人，突破了以往柔性手部外骨骼機(jī)器人只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的抓握輔助，而通常無(wú)法恢復(fù)人體手部運(yùn)動(dòng)靈巧性的問(wèn)題。

圖源：中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所官網(wǎng)

目前，柔性外骨骼機(jī)器人在民用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，包括戶外運(yùn)動(dòng)、工業(yè)勞動(dòng)等方面。如深圳肯綮科技與泰山文旅集團(tuán)共同開(kāi)發(fā)的登山助力機(jī)器人，該款機(jī)器人穿戴方便，質(zhì)量輕便，自重僅1.8公斤，體型較小，運(yùn)用人體工學(xué)設(shè)計(jì)以及動(dòng)力、電子和AI算法等核心技術(shù)，可為佩戴者行走助力，有效減輕行走負(fù)擔(dān)，可廣泛應(yīng)用于登山、健身、跑步、日常行走等工作場(chǎng)景。

圖源：肯綮科技官網(wǎng)

同時(shí)，肯綮科技研發(fā)的Q20外骨骼機(jī)器人，簡(jiǎn)易輕便，穿戴簡(jiǎn)便舒適，可廣泛應(yīng)用于物流、工業(yè)、護(hù)理等領(lǐng)域，可為穿戴者運(yùn)動(dòng)助力。

圖源：肯綮科技官網(wǎng)

程天科技近期推出的針對(duì)老年用戶群體的外骨骼助行器——易行EasyGo外骨骼助行器，采用無(wú)源設(shè)計(jì)，輕便舒適，穿戴簡(jiǎn)單，通過(guò)齒輪、齒條的轉(zhuǎn)動(dòng)，模仿肌腱結(jié)構(gòu)，通過(guò)模擬人體肌腱運(yùn)行中的儲(chǔ)能和釋放能量的過(guò)程，以此實(shí)現(xiàn)無(wú)限續(xù)航。

來(lái)源：浙江都市快報(bào)

此外，LG與韓國(guó)機(jī)器人公司SG Robotics合作打造的穿戴設(shè)備CLOi SuitBot，可通過(guò)智能識(shí)別用戶的動(dòng)作，來(lái)提供力量以及支撐上的輔助。該款穿戴設(shè)備主要固定于穿戴者的腰部、胯部、膝蓋、腳踝以及腳掌位置，穿戴者在搬動(dòng)重物時(shí)，該款設(shè)備可以在一定程度上固定下肢力量，防止穿戴者腳滑、腰肌扭傷、突然脫力等帶來(lái)的危險(xiǎn)，同時(shí)還能分擔(dān)穿戴者的體力消耗。 

圖源：愛(ài)活網(wǎng)

在軍用領(lǐng)域，作為一種可穿戴在士兵身上，幫助士兵減輕負(fù)重、節(jié)省體力等的人機(jī)一體化設(shè)備，柔性外骨骼機(jī)器人可通過(guò)模擬人體肌肉作用原理，讓人與外骨骼交互協(xié)同，可在一定程度上緩解士兵運(yùn)動(dòng)疲勞，降低士兵運(yùn)動(dòng)損傷概率。

如美國(guó)的Lockheed Martin ONYX 剛性柔性混合外骨骼機(jī)器人。該款機(jī)器人雖以剛性框架為主，但膝關(guān)節(jié)采用柔性阻尼系統(tǒng)，可動(dòng)態(tài)調(diào)整助力強(qiáng)度。系統(tǒng)可通過(guò)AI算法學(xué)習(xí)士兵步態(tài)，減少?zèng)_刺或攀爬時(shí)的能量消耗。同時(shí)，采用柔性驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)（仿生學(xué)設(shè)計(jì)），可通過(guò)傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)士兵動(dòng)作，提供髖關(guān)節(jié)助力，保護(hù)士兵的下肢關(guān)節(jié)，減少士兵行走時(shí)的能量消耗。ONXY外骨骼重量約為6.35公斤，可以通過(guò)加裝6磅（2.7千克）電池連續(xù)工作8小時(shí)，或者12磅（5.4）電池連續(xù)工作16小時(shí)，續(xù)航能力較好。

圖源：新浪軍事

柔性外骨骼機(jī)器人突破了傳統(tǒng)剛性結(jié)構(gòu)的限制，在醫(yī)療、軍事以及民用領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大潛力。在科技助殘領(lǐng)域，其也發(fā)揮著重要作用，讓殘障人士重新站立行走，助力了殘障人士的日?？祻?fù)。

來(lái)自鄭州的一名下肢完全癱瘓的16歲少年，在優(yōu)龍機(jī)器人公司研發(fā)的柔性外骨骼機(jī)器人——騰云的幫助下，從曾經(jīng)的完全無(wú)法行走，到可以站立、踏步， 再到逐漸累積行走的90多萬(wàn)步，騰云帶來(lái)的科技力量，讓一度失去行走希望的少年，再次擁有了邁步向前行走的自由。

2013年，來(lái)自四川自貢的林寒因在工地做工時(shí)不慎從四樓摔下，腰椎斷裂，脊椎神經(jīng)受損嚴(yán)重，導(dǎo)致下肢癱瘓。隨后，林寒在電子科技大學(xué)程洪教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的外骨骼機(jī)器人的幫助下，開(kāi)始逐步站立行走，并改善了林寒長(zhǎng)期臥床所帶來(lái)的各種并發(fā)癥。

圖源：電子科技大學(xué)

深圳邁步機(jī)器人有限公司邁步 H 系列康復(fù)機(jī)器人作為全球首款采用柔性驅(qū)動(dòng)器作為動(dòng)力輸出的主動(dòng)式外骨骼機(jī)器人，則幫助了因車禍腦部受創(chuàng)的小麗，小麗在使用了該機(jī)器人后，身體狀況得到了極大改善，并能在攙扶拐杖下穩(wěn)步走動(dòng)。

圖源：邁步機(jī)器人官網(wǎng)

除此之外，北京大艾機(jī)器人科技有限公司利用先進(jìn)的外骨骼技術(shù)，為脊髓損傷、腦卒中、腦癱患者帶來(lái)了重新行走的希望。大艾的康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人則是中國(guó)首個(gè)二類創(chuàng)新醫(yī)療器械，目前已幫助超11000例患者，超2000000人次使用。

例如在2017年因高空墜落而導(dǎo)致截癱的邵海朋，便穿戴著大艾研發(fā)的外骨骼機(jī)器人完成了一場(chǎng)全程馬拉松，并打破了世界記錄。2025年4月19日，邵海朋也穿戴著艾動(dòng)外骨骼機(jī)器人來(lái)到了全球首屆“人機(jī)共跑”半馬的現(xiàn)場(chǎng)，并以站立的姿態(tài)為參賽選手加油。

圖源：大艾機(jī)器人公眾號(hào)

圖源：北京殘聯(lián)公眾號(hào)

而因一場(chǎng)意外導(dǎo)致高位截癱11年的楊淑亭則在大艾外骨骼機(jī)器人的幫助下重新站立，并完成了2022年北京冬殘奧會(huì)的火炬?zhèn)鬟f。同樣作為火炬手的邵海朋也在外骨骼機(jī)器人的輔助下，完成了圣火火炬匯集。

有下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙的聶鵬也在程天科技外骨骼機(jī)器人的助力下，進(jìn)行著下肢的康復(fù)訓(xùn)練，聶鵬表示，他在2017年首次體驗(yàn)康復(fù)外骨骼機(jī)器人，在外骨骼機(jī)器人的幫助下，其站立和行走時(shí)都輕松了許多。

圖源：中新網(wǎng)

同樣，在2023年亞殘運(yùn)會(huì)期間，來(lái)自阿富汗的輪椅籃球運(yùn)動(dòng)員阿卜杜勒·巴塞特·哈希米也在程天科技外骨骼機(jī)器人的輔助下，終于能夠自主站立并自由行走。

圖源：杭州市科學(xué)技術(shù)局

此外，柔性外骨骼機(jī)器人也在老年人康復(fù)與行走方面發(fā)揮著重要作用。例如杭州智元研究院研發(fā)的“髖部助行外骨骼”設(shè)備便在西湖區(qū)留下街道居家養(yǎng)老服務(wù)中心進(jìn)行了試用。年逾七旬的吳利英在該設(shè)備的助力下，可以一口氣從一樓走到三樓。而在一家養(yǎng)老院工作的程娟則在“髖部助行外骨骼”設(shè)備的幫助下可以輕松克服自身身材嬌小的缺陷，在幫助老人完成起身、翻身動(dòng)作時(shí)更加容易。

圖源：中新網(wǎng)

外骨骼機(jī)器人等更多助殘科技，正幫助許多殘疾人和老年人改善生活。目前程天、大艾、強(qiáng)腦、科大訊飛愛(ài)博智能等科技品牌企業(yè)，已確認(rèn)參加2025中國(guó)國(guó)際福祉博覽會(huì)。作為助殘科技成果展示推廣與落地轉(zhuǎn)化的重要平臺(tái)，中國(guó)國(guó)際福祉博覽會(huì)將于2025年9月12-14日在北京國(guó)家會(huì)議中心舉行。本屆展會(huì)將特設(shè)“創(chuàng)研匯”科技助殘專區(qū)及品牌展示區(qū)，為企業(yè)、高校及科研院所提供科技創(chuàng)新產(chǎn)品的首發(fā)平臺(tái)，并推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化及落地應(yīng)用。

目前，組委會(huì)正在征集科技助殘優(yōu)秀案例，我們誠(chéng)摯邀請(qǐng)人工智能、腦機(jī)接口、信息無(wú)障礙、智能假肢與康復(fù)機(jī)器人、感知輔助技術(shù)、VR/AR、仿生、神經(jīng)調(diào)控等領(lǐng)域助殘創(chuàng)新相關(guān)領(lǐng)域的企業(yè)、高校及科研院所參與展示，共同推動(dòng)科技助殘及殘疾人事業(yè)的發(fā)展，讓科技的溫度惠及更多有需要的人群。

 

 

 

 

 

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資料來(lái)源：中國(guó)科學(xué)報(bào)（溫才妃、李莉）、科普中國(guó)、中國(guó)殘疾人聯(lián)合會(huì)、瀟湘晨報(bào)、云南省科協(xié)、甲匠Exoartisans公眾號(hào)、大艾機(jī)器人公眾號(hào)、中國(guó)科技新聞網(wǎng)、中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所官網(wǎng)等

文獻(xiàn)：

周偉杰,韓亞麗,朱松青,等.柔性外骨骼助力機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J].南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2019,17(01):31-38.

宋遒志,王曉光,王鑫,等.多關(guān)節(jié)外骨骼助力機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及關(guān)鍵技術(shù)分析[J].兵工學(xué)報(bào),2016,37(01):172-185.