外骨骼

影視中，“機(jī)械外骨骼”這一元素一直廣受讀者和觀眾追捧。在電影《流浪地球》中，救援隊(duì)員靠著一身輕巧的外骨骼系統(tǒng)就能輕松提起數(shù)百公斤的“火石”，推動(dòng)龐大的“頂針”。事實(shí)上，這一黑科技早已在現(xiàn)實(shí)中落地?，F(xiàn)實(shí)中的外骨骼不同于科幻影游中所見(jiàn)的“鐵甲洪流”，而是穿戴在人體表面的人工智能，為穿戴者提供保護(hù)，并根據(jù)人的肢體活動(dòng)來(lái)感應(yīng)、伺服、驅(qū)動(dòng)機(jī)械關(guān)節(jié)重現(xiàn)動(dòng)作。在外骨骼的幫助下，人體體力、防護(hù)能力和對(duì)復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)能力都能得到大幅度提升。目前外骨骼在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

》中多次出現(xiàn)的外骨骼機(jī)器人?！读骼说厍?》火了，連帶著一起爆紅的還有一款裝備——外骨骼機(jī)器人。在電影里，外骨骼機(jī)器人是主角團(tuán)隊(duì)執(zhí)行“移山計(jì)劃”時(shí)必不可少的裝備。韓朵朵用外骨骼手臂給了反派極具力量感的一擊，又颯又爽。此外，隊(duì)員在參與救援、搬運(yùn)貨物時(shí)，也戴著外骨骼機(jī)器人，輕而易舉就舉起了沉重的貨箱。而這并非特效。現(xiàn)實(shí)中，這樣一款冷峻又酷炫的裝備來(lái)自上海一家科技公司——傲鯊智能。傲鯊智能創(chuàng)始人、CEO徐振華對(duì)《中國(guó)慈善家》說(shuō)，公司不僅為影片中人物提供了外骨骼機(jī)器

擁有強(qiáng)大力量。外骨骼機(jī)器人，也稱(chēng)“可穿戴的機(jī)器人”，就是一款神奇的“裝備”。把外骨骼機(jī)器人穿在身上，能夠跑得更快、跳得更高、更輕松地搬運(yùn)重物。外骨骼機(jī)器人的應(yīng)用前景十分廣闊。讓人舉重若輕中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)西北機(jī)電工程研究所研制的“穿戴式外骨骼助力機(jī)器人”，是一款智能仿生、單人操作的軍民兩用、多功能攜行助力機(jī)器人，能夠幫助穿戴的人“舉重若輕”。穿上這款外骨骼助力機(jī)器人，士兵在完成物資運(yùn)輸、戰(zhàn)場(chǎng)救援、彈藥補(bǔ)給等高負(fù)荷、高強(qiáng)度任務(wù)時(shí)會(huì)輕松很多。此外，在民用領(lǐng)域，這

需要大量可穿戴外骨骼機(jī)器人的協(xié)助，同時(shí)在軍事領(lǐng)域也存在提高單兵裝備優(yōu)勢(shì)、保持軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力和節(jié)約能源的需求，而在民用領(lǐng)域也存在輔助人類(lèi)托舉重物、提高殘疾人行走能力的需要，因此，可穿戴外骨骼機(jī)器人的發(fā)展無(wú)疑對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和國(guó)防均有著重要的意義?？纱┐?span id="j5i0abt0b" class="hl">外骨骼機(jī)器人是通過(guò)仿生學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)和控制學(xué)等學(xué)科的交叉融合發(fā)展而來(lái)的，其中包含了機(jī)械結(jié)構(gòu)、信息傳感和自動(dòng)控制等關(guān)鍵技術(shù)，近年來(lái)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)[1]。本文從不同角度闡述了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外可穿戴外骨骼機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，并

人員研發(fā)出一種外骨骼“靴子”。能幫助使用者行走得更快，行走速度提高9%，相當(dāng)于卸下9.2公斤包袱。外骨骼“靴子”比穿著普通鞋子自然行走節(jié)省了17%的能量，支持腿部運(yùn)動(dòng)的外骨骼能幫助有行動(dòng)障礙或需要從事高強(qiáng)度體力工作的人。在此之前，這類(lèi)裝置主要在實(shí)驗(yàn)室中用跑步機(jī)進(jìn)行演示，而不是在行走速度和時(shí)長(zhǎng)都會(huì)變化的現(xiàn)實(shí)環(huán)境中。這種新技術(shù)在優(yōu)化外骨骼方面與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室使用的方法一樣有效。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和現(xiàn)實(shí)環(huán)境的優(yōu)化數(shù)據(jù)，論文作者設(shè)計(jì)出一種專(zhuān)門(mén)的腳踝外骨骼，包括兩個(gè)腳踝各佩戴

）0 引言下肢外骨骼助力機(jī)器人作為一種可穿戴性動(dòng)力裝置，結(jié)合了人體的智慧與機(jī)器的“體力”[1]，外骨骼機(jī)器人在軍事、醫(yī)療等領(lǐng)域發(fā)揮著非常重要的作用，能夠提高人體肌能完成各類(lèi)極限活動(dòng)到輔助恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力[2,3]，有著廣泛應(yīng)用前景。外骨骼助力機(jī)器人的研究始于20世紀(jì)60年代[4]，主要集中在美國(guó)以及日本，如美國(guó)加州伯克利研制的下肢外骨骼機(jī)器人“BLEEX”、洛克希德·馬丁公司研制的“HULC”，日本筑波大學(xué)研制的“HAL”外骨骼機(jī)器人[5～7]。國(guó)內(nèi)對(duì)于下肢康

制[2]?？祻?fù)外骨骼在降低康復(fù)醫(yī)師工作負(fù)擔(dān)的同時(shí)，還具備更加科學(xué)合理的康復(fù)訓(xùn)練活動(dòng)，能快速、有效地恢復(fù)患者的運(yùn)動(dòng)能力[3-4]，因此，國(guó)內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)和康復(fù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)進(jìn)行了許多可穿戴上肢康復(fù)外骨骼的相關(guān)研究[5]。Li等[6]基于人體工程學(xué)提出一種上肢康復(fù)外骨骼，然而引入的被動(dòng)關(guān)節(jié)顯著降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度以及減小了外骨骼在靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模式下人體上肢與外骨骼的作用力。Islam等[7]研究了一款七自由度雙重功能上肢康復(fù)外骨骼，能夠根據(jù)患者的上肢損傷程度自動(dòng)切換康復(fù)

備也應(yīng)運(yùn)而生。外骨骼屬于可穿戴型裝備，可用于肢體的康復(fù)治療。利用外骨骼進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練已逐漸成為康復(fù)訓(xùn)練的主流[1-2]。外骨骼機(jī)器人的研究正朝著輕量化、智能化的方向發(fā)展。手部外骨骼通過(guò)固定在患者手上帶動(dòng)手指做屈伸運(yùn)動(dòng)等康復(fù)訓(xùn)練。在康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程中，外骨骼的輕便性、舒適性和安全性顯得尤為重要[3]。手指外骨骼是手部外骨骼的基礎(chǔ)組成模塊，也是實(shí)現(xiàn)功能的主要模塊，所以手指外骨骼設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響著手部外骨骼功能的實(shí)現(xiàn)。外骨骼的特點(diǎn)是用夾板或仿生結(jié)構(gòu)包裹住肢體，各關(guān)節(jié)

昆蟲(chóng)一樣，蟬的外骨骼是一層比較堅(jiān)硬的皮。這層皮使體內(nèi)物質(zhì)不外流，又能防止外界有害物的入侵。但這樣就對(duì)蟬幼蟲(chóng)的成長(zhǎng)很不利，因?yàn)樗臍は拗屏擞紫s身體長(zhǎng)大，也就是說(shuō)，幼蟬長(zhǎng)到一定階段就不能再長(zhǎng)了。要想適應(yīng)生長(zhǎng)的需要，幼蟬就要在身體表面與外骨骼之間再長(zhǎng)出一層外骨骼，將老舊的一層較硬的外骨骼撐裂，讓身體脫離“已經(jīng)住不下的老房子”。這時(shí)，新生的外骨骼比老的外骨骼大，于是，幼蟬就可以繼續(xù)生長(zhǎng)發(fā)育了。等到這層外骨骼又變得小了的時(shí)候，就會(huì)再長(zhǎng)出一層更大一些的外骨骼，幼蟬再次

嗎？我的“機(jī)器外骨骼”可以幫你解決上面所有的問(wèn)題，讓你學(xué)習(xí)更輕松、生活更方便?！皺C(jī)器外骨骼”全身白色，像一朵白云，使用的時(shí)候，輕輕一按，就可以卡在背上，而且還有一個(gè)帥氣的頭盔呢！如果上學(xué)快遲到了，那你可以點(diǎn)—下綠鍵，它的腳底就會(huì)噴火，你可以飛到學(xué)校了。到了學(xué)校上空，你點(diǎn)—下黃鍵，降落傘就會(huì)打開(kāi)，你可以降落了！我說(shuō)到這里，有人可能要問(wèn)了：你不怕它太重，拿不動(dòng)嗎？這不是問(wèn)題，你到了學(xué)校點(diǎn)—下紅鍵，它就會(huì)變得很小，因?yàn)椤皺C(jī)器外骨骼”是用納米晶體做的。平時(shí)你可以將

紀(jì)中展外骨骼機(jī)器人。2022年北京冬殘奧會(huì)上，高位截癱運(yùn)動(dòng)員鄒海鵬和同樣高位截癱的創(chuàng)業(yè)能手楊淑婷，穿戴著國(guó)產(chǎn)AI外骨骼機(jī)器人設(shè)備，用直立行走的方式，完成火炬?zhèn)鬟f。網(wǎng)友熱情歡呼：“這不就是現(xiàn)實(shí)中的‘鋼鐵俠’嘛！”在本屆冬殘奧會(huì)上，共有兩款國(guó)產(chǎn)外骨骼機(jī)器人被選為相關(guān)選手的助行設(shè)備，均由北航生物醫(yī)學(xué)工程高精尖中心外骨骼實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)，能夠感知人行走快慢等主觀意愿，實(shí)現(xiàn)一些相對(duì)復(fù)雜的動(dòng)作。AI外骨骼機(jī)器人還可以增強(qiáng)肌肉的剩余力量，激活傷殘者的潛力。外骨骼的定義最早

是它們都用一層外骨骼包著身體，不像我們?nèi)祟?lèi)的所有骨骼都是長(zhǎng)在身體里面的。蟬會(huì)蛻皮，就是和這種特殊的身體結(jié)構(gòu)有關(guān)。因?yàn)橄s的外骨骼成形之后沒(méi)有辦法變大，還會(huì)影響身體的成長(zhǎng)，所以它們只有把舊的外骨骼蛻去，才能讓身體繼續(xù)長(zhǎng)大。外骨骼是節(jié)肢動(dòng)物都有的身體結(jié)構(gòu)，不只是蟬，蝦、蟹、蜈蚣等節(jié)肢動(dòng)物都會(huì)蛻皮。

01)1 引言外骨骼是能夠增強(qiáng)和改善人體身體機(jī)能的穿戴式設(shè)備，基于擬人化設(shè)計(jì)，與人體具有相似的運(yùn)動(dòng)空間，能夠跟隨人體的運(yùn)動(dòng)，并提供助力承擔(dān)負(fù)載，特別在一些車(chē)輛無(wú)法到達(dá)的位置，外骨骼具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。外骨骼的控制策略多種多樣，目前比較經(jīng)典的控制方法有預(yù)定軌跡控制、肌電信號(hào)控制、基于模型的補(bǔ)償控制、靈敏度放大控制和自適應(yīng)振蕩器控制。這些控制方法都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。預(yù)定義軌跡控制步態(tài)穩(wěn)定，能夠引導(dǎo)穿戴者以正確的步態(tài)進(jìn)行行走，但是應(yīng)用該種方法穿戴者需要適應(yīng)外骨骼的步態(tài)

伸，頂天立地。外骨骼，同學(xué)們可能對(duì)這個(gè)詞有點(diǎn)陌生。不過(guò)，望文生義，是不是指骨骼長(zhǎng)在身體的外面呢？就是這么回事，我們?nèi)祟?lèi)這一類(lèi)具有皮毛的生物的骨骼可以叫作內(nèi)骨骼。不過(guò)，具有外骨骼的生物，同學(xué)們見(jiàn)過(guò)的也不少。甲殼類(lèi)生物節(jié)肢生物有趣的外骨骼都有哪些生物長(zhǎng)著外骨骼呢？在自然狀態(tài)下，外骨骼生物包括有硬殼或“皮”的昆蟲(chóng)（如甲蟲(chóng)、蟑螂）和甲殼類(lèi)動(dòng)物（蝦、蟹）。外骨骼生物體表覆蓋著的堅(jiān)硬體壁由3部分組成：表皮細(xì)胞層、基膜和角質(zhì)層。表皮細(xì)胞層由一層活細(xì)胞組成，它向內(nèi)分泌形成

收作業(yè)中，穿著外骨骼的作業(yè)人員一人就能搬起一箱原本需要兩個(gè)人才能抬起的設(shè)備，并在崎嶇的山路上行走百米。早在19 60年代，通用電氣聯(lián)合美國(guó)軍方開(kāi)發(fā)出第一套機(jī)械外骨骼Hardiman，但由于設(shè)備本身重達(dá)680公斤，未投入應(yīng)用場(chǎng)景。近些年，在不斷改良下，體積更便攜、能源更充足的外骨骼設(shè)備開(kāi)始出現(xiàn)。三星、松下、雷神公司是較為知名的開(kāi)發(fā)者。從功能上，外骨骼主要分兩大類(lèi)，其一是增強(qiáng)使用者的力量，其二是減輕使用者的負(fù)擔(dān)。因此它首先被認(rèn)為在泛工業(yè)領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域有很大發(fā)揮

伸，頂天立地。外骨骼，同學(xué)們可能對(duì)這個(gè)詞有點(diǎn)陌生。不過(guò)，望文生義，是不是指骨骼長(zhǎng)在身體的外面呢？就是這么回事，我們?nèi)祟?lèi)這一類(lèi)具有皮毛的生物的骨骼可以叫作內(nèi)骨骼。不過(guò)，具有外骨骼的生物，同學(xué)們見(jiàn)過(guò)的也不少。有趣的外骨骼都有哪些生物長(zhǎng)著外骨骼呢？在自然狀態(tài)下，外骨骼生物包括有硬殼或“皮”的昆蟲(chóng)（如甲蟲(chóng)、蟑螂）和甲殼類(lèi)動(dòng)物（蝦、蟹）。外骨骼生物體表覆蓋著的堅(jiān)硬體壁由3部分組成：表皮細(xì)胞層、基膜和角質(zhì)層。表皮細(xì)胞層由一層活細(xì)胞組成，它向內(nèi)分泌形成一層薄膜，叫作基膜

構(gòu)開(kāi)始研究人體外骨骼系統(tǒng)。人體外骨骼系統(tǒng)的發(fā)展主要有兩個(gè)分支：一種是用于輔助殘疾人行走的醫(yī)療型人體外骨骼[1-2]，此種人體外骨骼的研制相對(duì)而言較為簡(jiǎn)單，也取得了較多成果；另一種是用于增強(qiáng)正常人體負(fù)荷能力的助力型人體外骨骼，主要用于軍事領(lǐng)域，目前正處在研究發(fā)展階段，其樣機(jī)離實(shí)際應(yīng)用還存在較大差距，本文主要側(cè)重于此種外骨骼的討論。隨著軍事技術(shù)的革新，單兵作為戰(zhàn)爭(zhēng)的主體，其攜行需求越來(lái)越多。然而，士兵的負(fù)重能力有限，這嚴(yán)重制約了士兵的攜行能力及機(jī)動(dòng)能力[3]。

昆蟲(chóng)等動(dòng)物的）外骨骼2. turf /t??f/ n. （自己的）地盤(pán);勢(shì)力范圍A paralyzed man named Adam Gorlitsky who competed in the 2020 Charleston Marathon has beaten the world record for the shortest time to finish a marathon in an exoskeleton suit.It was Gorlits

16）0 引言外骨骼機(jī)器人是模仿生物學(xué)的外骨骼而提出的一種新型機(jī)電一體化裝置[1]，通過(guò)多種技術(shù)相互結(jié)合，能為穿戴者提供保護(hù)、身體支撐和協(xié)同動(dòng)作等功能，輔助穿戴者完成相應(yīng)的任務(wù)[2]。未來(lái)外骨骼機(jī)器人可主要應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的負(fù)重高強(qiáng)度作業(yè)和助力搬運(yùn)、軍事領(lǐng)域的單兵作戰(zhàn)和生活領(lǐng)域的患者四肢康復(fù)、老人出行等方面，應(yīng)用前景廣闊[3]。針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的高強(qiáng)度負(fù)重作業(yè)和搬運(yùn)重物造成工人體力消耗大、安全性低等問(wèn)題，有學(xué)者設(shè)計(jì)了一種用于輔助搬運(yùn)的全身外骨骼助力機(jī)器人，能輔助

防護(hù)服配套人體外骨骼裝置”，是我國(guó)第一個(gè)核防護(hù)外骨骼。它可以幫助穿戴者承受防護(hù)服90%以上的質(zhì)量，提高工作效率，減少人在輻射環(huán)境中暴露的時(shí)間，在核電站、應(yīng)急救援中都能發(fā)揮較大作用。據(jù)悉，該裝置采用了北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所研制的下肢助力型外骨骼，讓人可以較為輕松地完成作業(yè)，減少輻射危害。目前，外骨骼部分已研制完成并順利驗(yàn)收，即將與防護(hù)服部分開(kāi)展結(jié)合試驗(yàn)。（火箭院網(wǎng)站）

EO-1被動(dòng)型外骨骼目前，俄羅斯EO-1被動(dòng)型外骨骼的預(yù)生產(chǎn)樣機(jī)正處于測(cè)試階段，該被動(dòng)型外骨骼將于2019年底之前完成認(rèn)證測(cè)試。EO-1被動(dòng)型外骨骼的用途是減輕士兵在長(zhǎng)途行軍和突擊作戰(zhàn)中的負(fù)荷，有效保護(hù)士兵的關(guān)節(jié)和脊柱，并可按照每名士兵的身高和體形進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種被動(dòng)型外骨骼主要由碳纖維制成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，無(wú)需電池、伺服驅(qū)動(dòng)器、控制系統(tǒng)。敘利亞戰(zhàn)場(chǎng)上，俄羅斯工兵對(duì)該外骨骼進(jìn)行了測(cè)試。

身體之外包裹著外骨骼，這也就是我們看到的蒼蠅表面。構(gòu)成蒼蠅外骨骼的主要成分是甲殼素，這種物質(zhì)具有堅(jiān)硬、韌性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此賦予了蒼蠅堅(jiān)韌的“體壁”。如果我們捏一只蒼蠅，就能感受到它的外骨骼。這樣的外骨骼給蒼蠅提供了保護(hù)，使它們?cè)谧驳綀?jiān)硬的表面時(shí)也不會(huì)受傷。此外，蒼蠅小而輕，并且飛行速度很慢，因此撞到墻壁或者窗戶(hù)時(shí)，受到的傷害就很小。美國(guó)生物學(xué)家格溫內(nèi)思·卡德

劉鈺各國(guó)研制的外骨骼系統(tǒng)通常采用電力驅(qū)動(dòng)，而一旦行動(dòng)中電力耗盡，外骨骼系統(tǒng)將失去作用，成為士兵的攜行負(fù)擔(dān)。但最近，加拿大單兵助力外骨骼系統(tǒng)的研制取得了具有重要意義的新進(jìn)展，Mawashi公司推出一款UPRISE（ultra-light passive ruggedized integrated soldier exoskeleton）超輕型被動(dòng)士兵外骨骼系統(tǒng)。其在2017年6月美國(guó)佛羅里達(dá)州坦帕舉行的國(guó)防工業(yè)協(xié)會(huì)特種作戰(zhàn)部隊(duì)工業(yè)會(huì)議上首次披露。該外骨骼系統(tǒng)

SRD）的下肢外骨骼系統(tǒng)，可提升穿戴者的耐力和承載能力。該外骨骼系統(tǒng)是一款為軍方和急救人員研發(fā)的動(dòng)力外骨骼，適用于所有地形。其由電腦控制，采用加拿大魁北克B-TEMIA公司的外骨骼技術(shù)。穿戴者在跑步機(jī)上進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明，K-SRD可降低穿戴者的新陳代謝值。這意味著，在穿戴者負(fù)重18kg的情況下，只消耗較少的體能就能輕松地攀登一座山。對(duì)于美國(guó)陸軍而言，這種新陳代謝值的降低是一個(gè)巨大的進(jìn)步。endprint

學(xué)家為其定制的外骨骼外套，好比能夠靈活延展的折紙?！癙rimer”機(jī)器人的變身，并非任性地說(shuō)變就變，而是根據(jù)不同場(chǎng)景、不同任務(wù)來(lái)“穿”上不同的外骨骼外套，更好地適應(yīng)環(huán)境并完成任務(wù)。Primer折紙機(jī)器人的大小僅僅是幾立方厘米，它是由外部磁場(chǎng)控制，可以行走、跳躍、翻滾、滑行等，非常靈活多變。當(dāng)它用完某一件外骨骼時(shí)，它就會(huì)把自己原有的外骨骼浸泡在水中，從而卸下這層“外套”。Primer機(jī)器人甚至可以一次性“穿上”多件衣服，就像俄羅斯的嵌套娃娃一樣。它可以在外層

學(xué)家為其定制的外骨骼外套，好比能夠靈活延展的折紙?！癙rimer”機(jī)器人的變身，并非任性地說(shuō)變就變，而是根據(jù)不同場(chǎng)景、不同任務(wù)來(lái)“穿”上不同的外骨骼外套，更好地適應(yīng)環(huán)境并完成任務(wù)。Primer折紙機(jī)器人的大小僅僅是幾立方厘米，它是由外部磁場(chǎng)控制，可以行走、跳躍、翻滾、滑行等，非常靈活多變。當(dāng)它用完某一件外骨骼時(shí)，它就會(huì)把自己原有的外骨骼浸泡在水中，從而卸下這層“外套”。Primer機(jī)器人甚至可以一次性“穿上”多件衣服，就像俄羅斯的嵌套娃娃一樣。它可以在外層

學(xué)家為其定制的外骨骼外套，好比能夠靈活延展的折紙。“Primer”機(jī)器人的變身，并非任性地說(shuō)變就變，而是根據(jù)不同場(chǎng)景、不同任務(wù)來(lái)“穿”上不同的外骨骼外套，更好地適應(yīng)環(huán)境并完成任務(wù)。Primer折紙機(jī)器人的大小僅僅是幾立方厘米，它是由外部磁場(chǎng)控制，可以行走、跳躍、翻滾、滑行等，非常靈活多變。當(dāng)它用完某一件外骨骼時(shí)，它就會(huì)把自己原有的外骨骼浸泡在水中，從而卸下這層“外套”。Primer機(jī)器人甚至可以一次性“穿上”多件衣服，就像俄羅斯的嵌套娃娃一樣。它可以在外層

的新型ASYA外骨骼系統(tǒng)。ASYA是土耳其語(yǔ)Askeri Yürüyüs Asistani的縮寫(xiě)，意為“軍用輔助行走”。ASYA外骨骼系統(tǒng)根據(jù)特種部隊(duì)、步兵和憲兵部隊(duì)的需求而研制，可在行軍、奔跑、攀爬和跳躍時(shí)減輕士兵腿部和腳部肌肉及關(guān)節(jié)的負(fù)重，提高持續(xù)作戰(zhàn)效能。這款A(yù)SYA外骨骼系統(tǒng)能夠在各種惡劣的極限環(huán)境下使用，具有質(zhì)量輕、功耗低、耐用性高的特點(diǎn)。土耳其展出的新型ASYA外骨骼系統(tǒng)編輯/曾振宇

代工業(yè)用和軍用外骨骼。Dermoskeleton技術(shù)作為計(jì)算機(jī)控制裝置的基礎(chǔ)，通過(guò)部分抵消施加在腰背部和下肢的重量來(lái)增強(qiáng)機(jī)動(dòng)性和負(fù)載能力。洛該公司獲得B-Temia公司的技術(shù)許可后，可針對(duì)軍事、工業(yè)、商業(yè)和現(xiàn)場(chǎng)救援等領(lǐng)域進(jìn)行外骨骼產(chǎn)品的生產(chǎn)。Dermoskeleton技術(shù)還為提高“強(qiáng)音”工業(yè)用外骨骼的承載能力和靈活性提供了一種途徑，有望能夠打破現(xiàn)有軍事和現(xiàn)場(chǎng)急救所用外骨骼的動(dòng)力局限?！皬?qiáng)音”是洛克希德·馬丁公司研制的一款不插電輕型外骨骼，能夠通過(guò)髖部、膝蓋

FORTIS外骨骼是一種無(wú)動(dòng)力、輕量化外骨骼，通過(guò)髖部，膝蓋和踝部的一系列關(guān)節(jié)將重負(fù)載的重量從操作者身體直接傳遞到地面，從而增加操作者的力量和耐力。洛·馬公司研制FORTIS外骨骼不僅將用于幫助士兵長(zhǎng)距離攜帶重型設(shè)備，還應(yīng)用在軍工企業(yè)的高受傷率崗位上。目前，已經(jīng)有兩家美國(guó)海軍造船廠采用了FORTIS外骨骼，即可以提高生產(chǎn)效率，同時(shí)也減輕了工人受傷的概率。 （志）

型“動(dòng)力行走”外骨骼進(jìn)行測(cè)試。該外骨骼由美國(guó)陸軍納蒂克士兵研發(fā)與工程中心、加拿大仿生動(dòng)力公司聯(lián)合研制，旨在為美國(guó)陸軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)提供“動(dòng)力行走”裝備?！皠?dòng)力行走”外骨骼能夠吸收士兵行走時(shí)膝蓋彎曲產(chǎn)生的能量，并利用這些能量為士兵攜帶的電池充電，可減少士兵需要攜帶的電池?cái)?shù)量，從而減輕士兵的負(fù)荷。該裝置還能夠根據(jù)士兵的步態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，使士兵感覺(jué)舒適。目前，“動(dòng)力行走”外骨骼有兩種配置，第一種配置質(zhì)量為0.45kg，輸出功率為3瓦；第二種配置質(zhì)量為0.91kg，

100191手外骨骼康復(fù)技術(shù)研究進(jìn)展陳學(xué)斌1，高海鵬1，劉文勇2，高敏1，安崢11.中日友好醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程處，北京100029；2.北京航空航天大學(xué) 生物與醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，北京 100191手功能損傷嚴(yán)重影響人們的日常生活，中風(fēng)是引起手部功能損傷的重要原因。目前對(duì)中風(fēng)后患手功能恢復(fù)主要依賴(lài)于醫(yī)護(hù)人員的手動(dòng)訓(xùn)練，手部外骨骼作為一種手部功能自主訓(xùn)練的康復(fù)輔具逐漸受到關(guān)注。本文總結(jié)了手部外骨骼的國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，分析了目前手部外骨骼常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)組成、驅(qū)動(dòng)模式及控制模式

學(xué)與控制工程】外骨骼助力機(jī)器人研究現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)分析周加永，莫新民，張 昂，孟小凈，趙 浩，紀(jì)平鑫(西北機(jī)電工程研究所，陜西 咸陽(yáng) 712099)根據(jù)研究工作積累和查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)外骨骼助力機(jī)器人國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)，對(duì)外骨骼助力機(jī)器人所涉及的機(jī)械結(jié)構(gòu)技術(shù)、驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳感控制技術(shù)、能源技術(shù)以及安全性技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，并對(duì)外骨骼助力機(jī)器人在軍事領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。外骨骼；助力機(jī)器人；關(guān)鍵技術(shù)外骨骼助力機(jī)器人是模仿生

3型“大力神”外骨骼由法國(guó)RB3D公司研制，其具有創(chuàng)新設(shè)計(jì)，并擁有兩項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)，可為使用者提供更好的防護(hù)能力。強(qiáng)有力的緊湊型下肢和前置控制臺(tái)使其適用于多個(gè)領(lǐng)域，尤其適合搬運(yùn)重物。V3型“大力神”外骨骼穿戴、脫下需時(shí)不到1分鐘，可在光滑路面或不平坦的地面上行走，甚至可在傾斜10°的路面上行走，還可上下樓梯。由于其還具有保持蹲姿的能力，因此使用者穿戴后可以坐下，并可將手臂觸及地面。該型外骨骼可抵御沙塵但不防水，因此主要在室內(nèi)以及干燥環(huán)境中使用。外骨骼的前部可安

更輕便的可穿戴外骨骼機(jī)器人美國(guó)哈佛大學(xué)懷斯研究所宣布，將與以色列ReWalk機(jī)器人技術(shù)公司合作，向市場(chǎng)投放一款可穿戴外骨骼機(jī)器人。相比于其他的機(jī)械外骨骼及外骨骼機(jī)器人套裝，這款設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于合身輕便，它在腰帶處安裝了一款微小但功能強(qiáng)大的制動(dòng)器，以更加自然的方式協(xié)助穿戴者使用雙腿。可穿戴外骨骼機(jī)器人給中風(fēng)患者、多發(fā)性硬化病患者及行動(dòng)不便的老年人帶來(lái)了福音。

更輕便的可穿戴外骨骼機(jī)器人美國(guó)哈佛大學(xué)懷斯研究所宣布，將與以色列ReWalk機(jī)器人技術(shù)公司合作，向市場(chǎng)投放一款可穿戴外骨骼機(jī)器人。相比于其他的機(jī)械外骨骼及外骨骼機(jī)器人套裝，這款設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于合身輕便，它在腰帶處安裝了一款微小但功能強(qiáng)大的制動(dòng)器，以更加自然的方式協(xié)助穿戴者使用雙腿。可穿戴外骨骼機(jī)器人給中風(fēng)患者、多發(fā)性硬化病患者及行動(dòng)不便的老年人帶來(lái)了福音。

軍正在研制一種外骨骼模擬器，機(jī)器人工程卓越（Robotics Engineering Excellence，RE2）負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)外骨骼模擬器的軟件，以幫助美國(guó)陸軍分析外骨骼的優(yōu)勢(shì)及缺陷。機(jī)器人工程卓越公司為此獲得了100萬(wàn)美元的合同。這種生物力學(xué)模擬器用于測(cè)試外骨骼對(duì)士兵肌肉、骨骼健康的影響。例如，測(cè)試士兵在穿戴和未穿戴外骨骼時(shí)肌肉應(yīng)力、關(guān)節(jié)承受力及人體新陳代謝的變化等數(shù)據(jù)。該外骨骼模擬器有助于在外骨骼大規(guī)模裝備部隊(duì)前首先確定損傷問(wèn)題，以降低士兵的損傷風(fēng)險(xiǎn)并節(jié)

一種新型可穿戴外骨骼，其能將士兵的2/3負(fù)荷通過(guò)機(jī)械裝置承載。美國(guó)、俄羅斯、法國(guó)等國(guó)家早已開(kāi)始研發(fā)可穿戴外骨骼，推出了多款產(chǎn)品。但這些可穿戴外骨骼結(jié)構(gòu)復(fù)雜且采用電力驅(qū)動(dòng)方式，需配裝微處理器和重型電池。而澳大利亞的新型可穿戴外骨骼研制成本較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量較小，總質(zhì)量不超過(guò)3kg。澳大利亞新型可穿戴外骨骼配有兩條鮑登線，鮑登線是一種類(lèi)似于自行車(chē)閘的閘線，外面套有柔性管，內(nèi)部為鋼絲芯，可傳遞拉力和推力。鮑登線是柔性的，能夠隨穿戴者彎曲，不會(huì)妨礙穿戴者的動(dòng)作;

郭 月，張西正外骨骼機(jī)器人的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)邢 凱，趙新華，陳 煒，侍才洪，郭 月，張西正闡述了外骨骼機(jī)器人的研究意義及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了幾款具有代表性的外骨骼機(jī)器人,并對(duì)其基本性能參數(shù)進(jìn)行了分析。詳述了當(dāng)前外骨骼機(jī)器人在設(shè)計(jì)研制過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)，其中包括外骨骼機(jī)器人的上肢結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、傳感系統(tǒng)及人機(jī)智能控制系統(tǒng)，并列舉出對(duì)應(yīng)的典型代表。最后，對(duì)外骨骼機(jī)器人的發(fā)展前景進(jìn)行了展望。外骨骼；機(jī)器人；人機(jī)結(jié)合0 引言近20 a來(lái)，外骨骼機(jī)器人作為一款輔助人

這款外骨骼是由美國(guó)北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的，用以幫助人們更為省力地行走或奔跑。人類(lèi)的腓腸?。ㄐ⊥群竺鏈\層的大塊肌肉）對(duì)直立和行走起著重要作用，影響著走路時(shí)的效率。而這款外骨骼恰恰發(fā)揮了腓腸肌的功能。將它捆綁在膝蓋和腳后跟之間，能夠保存穿戴者行走時(shí)“浪費(fèi)”的能量，并在需要的時(shí)候（譬如蹬地發(fā)力時(shí)）加以釋放。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)稱(chēng)，穿戴上這副“外骨骼”相當(dāng)于減輕了4.5千克體重！測(cè)試顯示，它能提升人們7%的行走效率。理論上講，理想條件下能提升12%?？岜瓤袋c(diǎn)該項(xiàng)目

S）的新型手臂外骨骼，其全稱(chēng)為“輕武器穩(wěn)定瞄準(zhǔn)用移動(dòng)式手臂外骨骼”，以幫助士兵在射擊過(guò)程中保持持槍手臂的穩(wěn)定。與常用的槍架不同，“麥克法斯”手臂外骨骼為武器瞄準(zhǔn)的操作過(guò)程引入了更先進(jìn)的技術(shù)，能夠主動(dòng)感知并消除極其微小的手臂抖動(dòng)。在試驗(yàn)中，15名基本無(wú)射擊經(jīng)驗(yàn)的志愿者穿戴“麥克法斯”手臂外骨骼后，使用質(zhì)量與陸軍制式M9手槍相當(dāng)?shù)臍馐謽屵M(jìn)行射擊。其中14人的射擊結(jié)果優(yōu)于未穿戴“麥克法斯”外骨骼時(shí)的射擊結(jié)果，射擊精度平均提升27%。編輯/曾振宇