穿着“机械战甲”送外卖的小哥,是噱头还是科技的未来?

原创 2020-4-24 话题分类:智能制造
摘要: 当人类逐渐把探索的目光从宇宙回归人类本身,期待在不远的未来,人类可以穿上外置铠甲变身钢铁侠,用自己的意识操控自己的身体,“战斗力”爆棚,真正实现对于无限拓展自我潜能的渴望。

还记得小岛秀夫科幻游戏《死亡搁浅》里那套炫酷的快递装备么?近日上海街头出现了外卖小哥背着垒起来有一人高的外卖箱,脚踩一对用来搬运炮弹的外骨骼送外卖的身影。一时间,快递小哥异时空装备的照片迅速走红网络,科幻照进现实的既视感让广大网友们热血沸腾,甚至纷纷猜测,是不是自己很快就能点到“机甲战士”送来的外卖?


据某外卖平台创新业务负责人介绍,这次如此吸睛的外骨骼机甲,适用于身高介于1.7米至1.8米间、体型正常的人们穿着。工作时,外骨骼机甲承担的力量通过整个骨骼传导到地面的,肩膀大约只需要承担5-10公斤的重力。当遇到商业区,外卖电动车无法进入,或者没有电梯的老旧小区等情况,穿戴上这样的装备,负重的外卖小哥就可以大大减轻“压力”了。

虽然“机甲战士”还处于试验阶段,未来将机械外骨骼赋能人类的梦想照进现实,这一无限遐想还是让网友激动不已。


外骨骼机器人的“前世今生”

外骨骼,最早起源于动物,一般起到支撑和保护作用。人类在研究了动物的外骨骼后,逐步研发了用于保护自身的可穿戴机电设备,其中运用了电子、机械、仿生等多项技术的跨界融合,成为了一项面向未来的独特前沿技术。

对于外骨骼机器人的研发,最早可以追溯到1890年,一位叫尼古拉斯·亚根的俄罗斯人,发明了第一款与外骨骼有关的系统,采用的是以压缩空气包为动力。1917年,美国发明家开发的外骨骼机器人则是以蒸汽为动力的。到了1960年,在美国军方研发增强型军用装甲中,才出现了真正的外骨骼项目,同时期,康奈尔大学的研究者也开启了人体增强技术的探索之路,于是,外骨骼机器人研发被提到了议事日程上来。


而今,外骨骼机器人研发已经走过了第一个百年,美国、英国、以色列、日本等多个国家都多有涉猎。其中,美国的Ekso Labs、Barrett Medical,以色列的Rewalk,英国的Rex Blonics Limited,日本的CyberDyne、松下等都可谓行业翘楚。这里特别要说的就是以色列的Rewalk。公司主导设计的Amit Goffer博士在1997年,曾因车祸导致四肢瘫痪。这番经历让Amit Goffer博士对外骨骼技术在实际中的应用,有了更明确的渴望,也帮助ReWalk在2014年拿到FDA批准的第一个外骨骼机器人产品,这让外骨骼技术应用迈出了关键而坚实的一步。

然而,外骨骼产品迟迟不能面市,最主要的原因就是价格,曾经极其昂贵的价格,让很多企业望而却步,认为即便是投入市场,消费者也只会寥寥。而此次快递小哥的“机甲装”,也标志着产品的实际应用将成为可能。


外骨骼技术让领先科技触手可及

外骨骼技术在应用中有两大关键点,一个是动力来源,一个则是人类意图获取的方式。目前,外骨骼动力来源主要分为机械助力和电助力两大类,美国Sarcos公司分别研发了机械液压助力的大型军用外骨骼机器人和电助力外骨骼机器人,但因为成本较高而无法得到普及。

外骨骼机器人实现人机实时交互和控制被称为是外骨骼技术最终能否得到应用的最难点。目前,机器人获得人类意图的方式有两种,直接获取和间接获取。直接获取,就是通过EMG数据、或人和机器人之间的交互力获取意图;而间接获取,则是通过外骨骼关节获取数据,然后通过评估放大运动效果。


说起外骨骼技术的应用,很多人首先想到的是帮助残障人士重获行动力,其实,在今后的生活中,你会发现,黑科技将成为人类工作的“挚友”。

2000年,美国国防部正式提出了“外骨骼机器人”概念,期待士兵通过穿着“外骨骼机器人”,提高单兵作战能力。美国雷神(Raytheon)公司在2010年推出的XOS 2系统,依靠内燃液压发动机提供动力,人在穿着时,基本不需要承担重量,负重时的实际和察觉比为17:1,也就是说负重170公斤时,人体感应只等同于负重10公斤。

医疗领域则主要集中在医疗康复上,产品可以帮助截瘫者及其他行动不便者实现站立和行走,之前提过的以色列的Rewalk、日本的Cyberdyne、美国的EksoEkso Bionics 公司都是个中翘楚。近年来,国内的几家企业也逐渐展露头角,深圳迈步机器人的BEAR H1、上海傅利叶智能外骨骼机器人Fourier X1等,但尚未获得CFDA认证。

外骨骼技术在工业领域的应用,才是最接近我们生活的。因为,无论劳动者的双手如何被解放,即便是到了工业4.0时代,人力劳动依然是生产中不可或缺的重要一环。腿部支撑可让身体负重减轻30-50%,背部支撑可以减少肌肉运动的60%,肩部支撑则是减少超过80%的能量消耗……这一组数据已经足够表明,外骨骼技术是在不取代人力劳动的前提下,降低劳动强度,减轻人体疲劳,提高生产效率,减少受创伤可能,从而实现运营效益最优化。

当然,随着越来越多的企业尝试将外骨骼技术不断融入新的行业,也让人类看到机械高赋能的广阔未来。


外骨骼机器人:左右医疗+右手工业

随着全球人口老龄化的发展,有专家预测,未来几年,外骨骼机器人会迎来一个小爆发期,无论是在医疗康复领域还是在工业领域,外骨骼机器人将得到快速而广泛的应用。

拥有“外骨骼机器人之父的”Homayoon Kazerooni 博士,从2000年主导研发第一代外骨骼,到2005年在纳斯达克上市,再到2011年创办US Bionics至今,20年间,已经发表专业论文200多篇,获得国际专利66项。作为公认的机器人技术权威专家,Homayoon Kazerooni 博士是SuitX的领军者,也帮助SuitX成为行业领军企业。目前,SuitX已研发了一系列外骨骼机器人产品,领域覆盖医疗、建筑工地、仓储、汽车制造业、机场、码头、消防等高强度劳作行业,在全球25个国家和地区销售,并得到客户的认可。

近年来,外骨骼机器人在国内也应需兴起,虽然,起步较晚,但发展迅猛,可谓厚积薄发。在康复外骨骼机器人赛道,包括大艾、迈步、睿瀚医疗、尖叫科技、瑾和、傅利叶智能等在内的明星企业,已经普遍在2017年-2018年已经完成Pre-A轮融资。工业外骨骼机器人研发企业也已经跑步前进,其中的佼佼者上海傲鲨智能科技有限公司,所有产品均拥有自己的核心专利与知识产权,其研发的MAPS工业上肢外骨骼机器人(1.0版本),在2019年就已经在奇瑞汽车、宇通客车、北京奔驰、吉利汽车等汽车企业试用。专业从事物流外骨骼机器人领域研发的铁甲钢拳企业,也在2019年正式推出第一款物流领域通用外骨骼机器人,目前已与京东、德邦、施耐德等物流企业开始了合作应用,未来将会继续深入做工业、建筑场景应用的外骨骼机器人。

还记得好莱坞科幻大片《明日边缘》么?当汤姆·克鲁斯穿上外骨骼立马变身超级战士。有别于人工智能机器人,外骨骼的迷人之处,恰恰在于人可以全面参与其中。

而今,当人类逐渐把探索的目光从宇宙回归人类本身,期待在不远的未来,人类可以穿上外置铠甲变身钢铁侠,用自己的意识操控自己的身体,“战斗力”爆棚,真正实现对于无限拓展自我潜能的渴望。(文/知顿 知顿君)

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