在科技迅猛发展的当代，外骨骼机器人作为一种穿戴式的增强设备，自诞生起，仅仅在一个世纪的时长里，便开启了它逐步改变世界的科技征程，作为一项极具创新性与变革性的技术成果，正逐渐崭露头角并步入大众视野。如今，外骨骼机器人不再是虚拟的概念，它正逐步改变人类的工作与生活方式。从康复治疗到工业，外骨骼机器人的应用领域正不断扩大。

一、外骨骼机器人有哪些？

  现如今外骨骼机器人种类繁多，这些看似功能相近的外骨骼机器人，其实有着多种多样的分类方式，每一种分类背后都蕴含着其独特的设计理念、应用范围和技术特点。

从特定部位来看，外骨骼机器人可分为上肢、下肢、全身三大类。

图源自https://www.ulsrobotics.com/

左为上肢，中间为下肢，右为全身

上肢指的是为人体上半部分制造的外骨骼，涉及胸部、头部、背部、肩部。

下肢指的是为人体下半部分制造的外骨骼，涉及大腿、小腿、臀部。

全身则指的是为提高人类全身或者大部分机能而制造的外骨骼机器人。

此外，还有针对特定肢体和特定关节的，包括为膝盖、脚踝、手、手臂、脚等设计的外骨骼机器人。

从结构看，外骨骼机器人可分为刚性和柔性两类。

图源自https://eksobionics.com/eksonr/

https://biodesign.seas.harvard.edu/soft-exosuits

左为刚性，右为柔性

刚性外骨骼是由硬质材料，如金属、塑料、纤维等制成，并且通常具有刚性框架。也是我们通常印象中的机器人形象。

而柔性外骨骼通常采用轻质、耐用的功能性纺织品，并且在关键部位存在弹性装置，使整体机器人质量轻、灵活度高、更符合人体生理结构。

从给予用户帮助的类型来看，外骨骼机器人可分为主动和被动两类。

主动类指这些外骨骼执行运动时而不需要使用者额外费力，执行运动所需的能量由外部能源提供。

被动类的外骨骼机器人没有额外电源，必须需要使用者实行一定的运动行为才能发挥作用。

最后从外骨骼机器人的应用领域来看，如今市面上的外骨骼机器人主要分为两类：

一种是针对特定关节性助力的人体增强类的外骨骼，这种外骨骼主要是用来增加人的力量，拓展能力上限；

另一种则是康复类外骨骼，主要用于医疗康复领域，比如辅助瘫痪病人行走。

因此，外骨骼机器人主要会涉及医疗、工业、军事领域。而本文则从这点详细介绍现代外骨骼机器人的应用类型。

二、外骨骼机器人的应用：从医疗到军事的科技征程

1.医疗领域的康复新希望

康复类外骨骼主要针对下肢行动不便的患者，辅助他们行走、上下楼梯等日常活动以及参与康复训练过程。当然，很多针对于人类上肢的康复外骨骼机器人也在不断研发中。

瘫痪患者重新行走的曙光

在医疗领域，外骨骼机器人为众多瘫痪患者带来了重新行走的希望。以 ReWalk 外骨骼机器人为例，它是一款在全球范围内广泛应用于脊髓损伤患者康复治疗的先进设备。许多因意外事故导致脊髓受损而瘫痪的患者，在借助 ReWalk 外骨骼机器人进行康复训练后，取得了令人瞩目的康复效果。

图源自http://www.ryzur.com.cn/index.php?&&&

如果某人在一次车祸中不幸脊髓受伤，下半身完全失去知觉和运动能力。在使用外骨骼机器人之前，他只能依靠轮椅生活，日常活动受到极大限制。然而，在专业康复治疗师的指导下，他可以穿戴外骨骼机器人进行康复训练。外骨骼机器人可以通过传感器精确感知患者身体上部的微小运动，如身体重心的转移、手臂的摆动等，并将这些运动信息转化为外骨骼腿部行走的动作指令。经过长时间的坚持训练，可以使患者逐渐恢复部分腿部肌肉的控制能力，并且能够在外骨骼机器人的辅助下，站立起来并缓慢行走。虽然目前还不能完全脱离外骨骼机器人独立行走，但这一巨大的进步可以极大地改善患者的生活质量，让他重新找回了对生活的信心和希望。

助力康复训练治疗的多样化应用

除了帮助瘫痪患者恢复行走能力外，外骨骼机器人在其他康复治疗领域也有着广泛的应用。

例如对于脑瘫儿童的康复训练，外骨骼机器人同样有着不可替代的作用。由于脑瘫儿童的肌肉控制能力和运动协调性较差，多数成年后会失去独立行走的能力。目前传统治疗方法只有手术与药物注射，而专门为脑瘫儿童设计的外骨骼机器人则可以通过温柔而精准的动作辅助，帮助孩子们进行站立、行走、平衡等基础运动能力的训练，有效改善了患儿病态的蹲伏姿势，恢复其运动能力。

我们可以想象，在未来，外骨骼机器人在康复治疗方面将取得更加惊人的突破。也许有一天，外骨骼机器人能够通过与人体神经系统的深度连接，利用神经再生技术和生物电刺激疗法，刺激受损的脊髓神经重新生长和修复。就像电影《阿凡达》中所展现的那样，通过先进的生物技术和机械装置的结合，使瘫痪患者不仅能够重新行走，甚至能够像正常人一样感受腿部的触觉、温度觉等各种感觉，真正实现身体功能的全面恢复。

图源自电影《阿凡达（Avatar）》

2.人类力量升级的增幅器

工程领域的强大助力

在工程制造领域，外骨骼机器人为工人减轻了繁重体力劳动的负担，提高了生产效率。

在汽车制造工厂、航空航天试验场以及物流仓库等地方，都需要工人每天搬运大量的重物，频繁操作重量大的机械部件等。传统的方式主要依靠工人手动操作起重机或搬运工具，不仅劳动强度大，而且容易出现安全事故。现在，一些企业引入了外骨骼机器人来协助工人完成这些繁重的任务。这些工业外骨骼机器人通常具备强大的动力系统和稳定的结构设计，能够轻松地搬运和移动重型零部件。工人只需穿戴外骨骼机器人，通过简单的操作指令，就可以让外骨骼机器人与自己协同工作，降低了工作强度，并且很好的保护到了工人的健康。

图源自https://www.ulsrobotics.com/

军事领域的战场利器

在军事领域，外骨骼机器人正逐渐改变着战争的模式和士兵的作战方式。

例如美军正在研发的新型外骨骼机器人项目——伯克利外骨骼系统The Berkeley exoskeleton system（BLEEX）：

图源自https://bleex.me.berkeley.edu/project/bleex/

https://zhuanlan.zhihu.com/p/108524143

伯克利外骨骼系统可以为士兵，救灾人员，战斗机驾驶员和其他紧急救援人员提供了一种大量增加自身负载量的能力。可以让使用者在任何类型的地形上、以最小的耗力长时间携带食品，救援设备，急救用品，通信设备和武器等负载物，同时可以灵活的做出各种动作，如蹲下、弯曲、左右摆动、扭转、在上坡和下坡上行走和跑步，以及在携带设备和用品时越过和越过障碍物等。BLEEX项目的主要目标是创造一个自我供电的外骨骼，其力量和耐力增强人类是符合人体工程学的，并且高度可折叠，机械坚固，重量轻，耐用。

图源自电影《明日边缘（Edge of Tomorrow）》

未来的军事外骨骼机器人可能会综合众多高科技功能，就像在电影《明日边缘》中那样，它将集超强力量、高机动性、自适应伪装于一体，能依环境变换外观隐匿身形。内置智能战术分析模块，连通卫星与无人机，为士兵呈现动态战场全貌并预判敌方行动。还可能实现神经连接交互，士兵以脑电信号精准控机，达成人机高度协同，大幅提升作战效能与生存能力。