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腰部助力型外骨骼研究现状分析一、腰部助力型外骨骼技术的发展历程腰部助力型外骨骼技术起源于20世纪60年代，当时美国军方开始在机器人领域进行研究，试图开发出一种用于增强士兵体能的装置。
随着科技的不断进步，腰部助力型外骨骼技术逐渐走向民用领域，成为了一种重要的康复辅助技术。
现如今，腰部助力型外骨骼技术已经广泛应用于康复治疗、劳动救助、老年人生活辅助等领域。
腰部助力型外骨骼技术是指通过外部机械装置来辅助腰部运动，以提高腰部受损人士的生活质量。
其主要原理是通过传感器感知人体运动信号，然后进行信号处理，并通过电机或液压装置对腰部进行助力支撑。
根据助力方式的不同，腰部助力型外骨骼技术可以分为被动型和主动型两种。
被动型腰部助力型外骨骼技术是指外骨骼装置根据人体动作进行相应的支撑和保护，但无法主动辅助人体运动。
而主动型腰部助力型外骨骼技术则具备了主动助力功能，能够根据人体运动需求主动给予支撑和辅助。
目前，被动型腰部助力型外骨骼技术已经比较成熟，而主动型技术在研发过程中仍面临一些挑战。
在腰部助力型外骨骼技术的研究领域，国内外学术界和产业界均投入了大量的研发资金和人力，取得了一系列的研究成果。
具体而言，腰部助力型外骨骼技术的研究现状主要表现在以下几个方面：1. 传感器技术的应用在腰部助力型外骨骼技术中，传感器技术起着至关重要的作用。
传感器能够感知人体运动信号，实现对腰部运动的准确监测和控制。
目前，惯性传感器、表面肌电信号传感器等传感器技术已经得到了广泛应用，其精度和稳定性均得到了一定的提高。
2. 助力装置技术的发展助力装置是腰部助力型外骨骼技术的核心部件之一。
目前，助力装置技术已经较为成熟，其结构和性能得到了不断的优化和改进。
电机、液压装置等各种助力装置技术已经被应用于腰部助力型外骨骼技术中，并取得了一定的效果。
随着人工智能技术的不断发展，智能控制技术在腰部助力型外骨骼技术中的应用也逐渐成熟。
智能控制技术能够实现对外骨骼装置的智能化控制，使得外骨骼能够更好地适应人体的运动需求，提高助力效果和舒适性。
国内外四足机器人的发展历程四足机器人是一种仿生机器人，通过模仿动物的步态和运动规律来实现自主移动和完成任务的机器人。
近年来，随着机器人技术的快速发展，四足机器人在工业、医疗、军事等领域得到了广泛应用。
以下是国内外四足机器人的发展历程。
自20世纪70年代初，美军相关机构开始启动四足机器人研究以来，四足机器人得到了快速发展。
其中最具代表性的是美国马塞诸塞理工学院（MIT）的四足机器人Cheetah 1、Cheetah 2和Cheetah 3。
这三款机器人分别在2010年、2012年和2015年被公布，在速度、姿态调整等方面取得了很大的进展，尤其是在仿生设计和模拟动物步态方面。
此外，拥有中国背景的美国机器人企业波士顿动力公司的BigDog、Spot、WildCat和Atlas机器人也是著名的四足机器人之一。
这些机器人在地面作战、灾难救援等方面有着广泛的应用前景。
相比国外，国内四足机器人的发展稍晚，但随着支持政策的出台和资本的大量涌入，四足机器人的研究也得到了快速发展。
2012年，清华大学机器人研究所成功研制出一只六足机器人，被誉为“中国版BigDog”。
随着技术的不断升级，国内四足机器人不仅在仿生设计、节能环保和灵活性方面有了更大的突破，还开始应用于仓储、制造和物流等领域。
一方面，机器人的智能化和自主化程度越来越高，又可以承担越来越复杂的任务；另一方面，随着城市化进程的加速和劳动力成本的提高，机器人也成为了一个稳定、高效且具有明显成本优势的选择。
未来，随着材料、传感器、算法等核心技术的发展和应用，四足机器人将在越来越广泛的领域发挥作用。
下面是几个方面的应用前景：(1) 应用于救援和危险环境四足机器人可以应用于火灾、核电站泄漏等危险环境，以支持救援和实施紧急情况的方案。
与人工相比，机器人可以更快速、安全和精细地实施任务。
(2) 应用于物流和制造随着智能化制造和物流的发展，机器人将在这些领域扮演越来越重要的角色。
康复外骨骼机器人的研究现状及发展趋势探讨作者：刘恒白泽杨陈俊宇李博皓魏俏俏来源：《机电信息》2020年第09期摘要：康复外骨骼机器人是一种可穿戴的、模仿人体生理构造的医疗机械装置，穿戴于患者肢体外侧，辅助患者进行日常活动和康复训练。
近年来，人工智能、传感、生物医学等先进技术不断发展，吸引了国内外各科研院所、机构对康复外骨骼系統进行进一步的研究。
现阐述国内外不同控制方式的外骨骼机器人的研究现状，并对康复外骨骼机器人的发展趋势进行分析和总结。
关键词：康复外骨骼机器人;现状;趋势0 引言“外骨骼”（Exoskeleton）这一名词最早来源于一个生物学概念，指的是昆虫等节肢动物的身体结构。
随着人工智能、传感、生物医学等先进技术的不断发展，外骨骼机器人技术于近20年间取得了空前进步，且广泛应用于医疗、军事、工业等领域。
早期对于外骨骼机器人的研究主要是为了提高士兵的行动和负重能力，而随着医疗需求的不断增长，在全球老龄化趋势加重的背景下，康复外骨骼机器人成为世界各国研究的新方向。
这类装置不仅是中风、脊髓损伤引起的运动障碍康复训练的重要技术手段，还能够帮助卒中患者、脑外伤患者解决行走障碍等问题，因而应用潜力巨大。
目前，康复外骨骼机器人种类繁多，厂家主要有以色列的ReWalk公司、美国的Ekso Bionics公司、日本的Cyberdyne公司、Honda公司和新西兰的Rex公司等。
我国对康复外骨骼下肢助力机器人的研究始于21世纪初，目前正处于起步阶段。
各研究机构在参考借鉴国外先进康复外骨骼助力机器人的基础上，加以自身的创新与研发，已有不少康复外骨骼助力机器人样机问世，也有相当不错的表现。
1 国外研究状况日本筑波大学Cybernics研究中心于1995年研制的原型机HAL（Hybrid Assistive Limb）是一款较早的外骨骼动力服。
该外骨骼机器人的设计初衷是帮助年迈者和残疾人进行康复运动[1]。
该康复外骨骼机器人本质上是一种可穿戴式行走用机器人，当使用者试图行走时，大脑会通过神经向肌肉发送电生理信号，HAL通过传感器可以在人体的皮肤表面捕捉到这种电信号，并激活伺服系统，驱动电动马达迅速动作。
外骨骼机器人技术的研究与发展随着科技的不断发展，外骨骼机器人技术在大众的视野中逐渐得到了关注。
外骨骼机器人是一种能够扩展人类运动能力的机器人，可以帮助残疾人士恢复行动能力，提高劳动效率，甚至在军事领域中发挥重要作用。
本文将从技术发展历程、应用领域以及未来发展方向三个方面论述外骨骼机器人技术的研究与发展。
一、技术发展历程外骨骼机器人技术的研究起源可以追溯到20世纪60年代的美国。
当时，美国国家航空航天局研究人员研制出了一种可用于开采火星矿场的外骨骼机器人，这标志着外骨骼机器人技术开始走向实用化。
进入21世纪，随着机器人技术的飞速发展以及制造材料的不断升级，外骨骼机器人技术也得到了快速的发展。
2005年，日本理化学研究所研制成功了一款名为HAL（Hybrid Assistive Limb）的外骨骼机器人，该产品可以辅助残疾人士恢复行走和使用手臂的能力。
2010年，美国加州大学伯克利分校的研究人员开发出一种金属骨骼的外骨骼机器人，以提升劳动效率和减轻工人负担。
近年来，随着我国经济发展和老龄化社会的到来，外骨骼机器人技术在我国也开始获得广泛的关注和应用。
二、应用领域外骨骼机器人技术的应用领域十分广泛。
首先是医疗领域。
外骨骼机器人可以帮助脊髓损伤和中风患者恢复行走能力，让他们重获自由。
同时，在手术室中，外骨骼机器人也可以普及，可以为医护人员提供更加精确和稳定的运动助力，从而减少手术风险。
另外，外骨骼机器人技术在军事领域中也能够发挥重要作用。
在战场上，士兵们会经常面临长时间负重行军的情况，使用外骨骼机器人可以大大减轻他们的负荷，提高战斗力。
同时，在复杂环境下，外骨骼机器人也能为士兵提供更好的防护和生存保障。
此外，外骨骼机器人在辅助工作中的应用也十分广泛。
比如，在工厂生产线上，外骨骼机器人可以为工人提供必要的助力，降低工伤的风险。
同时，在体育领域中，外骨骼机器人也可以辅助残疾人士参加轮椅比赛，提升比赛的公平性和观赏性。
外骨骼助力器的研究与应用1. 前言外骨骼助力器是一种新型辅助装备，它可以为残疾人或行动不便的人提供帮助，使之更加便捷地移动和进行运动。
外骨骼助力器研究和应用对于改善人类的生活质量、促进医学科技的发展具有重要意义。
本文将就外骨骼助力器的研究和应用进行深入探讨。
2. 外骨骼助力器的定义与分类外骨骼助力器是一种带有电动机、传感器、控制系统等电子元器件的骨骼外固定装置，通过对肌肉运动的识别和分析，控制装置的电机提供助力，协助人体完成运动。
外骨骼助力器依据不同的运动类型、应用场景可以分为步行助力型、上肢助力型、康复训练型、体育比赛型等多个类型。
3. 外骨骼助力器的研究现状外骨骼助力器从概念提出到现在已经经过了数十年的时间，这个领域的研究也非常成熟。
目前国内外几乎所有大型公司和机构都在该领域展开了研究，包括康复科研机构、高等院校等。
在国内，北大、清华、复旦等多所著名大学都开展了外骨骼助力器的研究，成果也较为丰硕。
在国外，美国、日本、德国等国家也是外骨骼助力器研究的先行者。
4. 外骨骼助力器的应用场景4.1 康复训练外骨骼助力器在康复训练中得到了广泛应用，适用于各种康复疾病和创伤的恢复阶段，包括脊髓损伤、脑损伤、中风等。
外骨骼助力器为患者提供了全新的实现肢体活动的方式，可以增加患者康复训练的趣味性和成效。
4.2 残疾人帮助外骨骼助力器对于残疾人的帮助是巨大的，包括自闭症儿童、下肢残疾人、截肢者等人群。
外骨骼助力器的出现改善了残疾人的生活质量，可以协助残疾人更加便捷地行走、工作和学习。
4.3 工业生产外骨骼助力器还可以被应用于工业生产领域，协助工人完成一些危险、辛劳、重复性劳动，提高工作效率，降低劳动强度。
5. 外骨骼助力器的优势和挑战5.1 优势外骨骼助力器可以协助人们完成一些较为高强度、高风险的活动，有效提升了工作效率和生活质量。
同时，外骨骼助力器也可减少康复时间和成本，而且方便携带。
5.2 挑战目前外骨骼助力器的成本偏高，同时外骨骼助力器使用也需要一定的培训和适应期。
下肢助力外骨骼机器人研究随着科技的不断进步，机器人技术已经越来越广泛地应用于各个领域。
其中，下肢助力外骨骼机器人作为一种辅助人体行走的外骨骼装置，受到了越来越多的。
本文将介绍下肢助力外骨骼机器人的研究背景、现状、技术原理及实现方法，以及应用领域和未来发展。
下肢助力外骨骼机器人是一种可穿戴的智能设备，它通过仿生学原理和机械结构设计，为穿戴者提供额外的支撑和助力，从而减轻行走时的负担。
这种外骨骼机器人对于那些需要长时间行走或者负重工作的人群，以及下肢损伤或疾病的康复治疗具有重要的意义。
随着人口老龄化的加剧，下肢助力外骨骼机器人还有着广阔的老年护理市场前景。
下肢助力外骨骼机器人的研究可以追溯到20世纪末，至今已经经历了多个阶段的发展。
目前，下肢助力外骨骼机器人已经在临床应用上取得了一些显著的成果。
例如，在军事、工业和康复医学等领域，已经有一些原型机或者商业产品投入使用，并得到了良好的反馈。
同时，学界对于下肢助力外骨骼机器人的研究也在不断深入，涉及到机械设计、控制系统、人工智能等多个方面。
下肢助力外骨骼机器人的技术原理主要包括仿生学、机械动力学、传感技术、控制算法等。
其实现方法通常包括关键零部件的设计与制造、机构优化与调试、传感器采集与处理、控制算法设计与实现等步骤。
下肢助力外骨骼机器人的核心部分包括腰部、大腿杆、小腿杆和脚踝等部位的设计。
这些部位通过仿生学的原理，模仿人体下肢的动作规律，从而实现与人体运动协同的外骨骼机器人。
在仿生学的基础上，通过机械动力学的研究，可以进一步优化机器人的负载能力和效率。
同时，利用先进的传感技术，可以实时采集穿戴者的运动信号并反馈给控制系统，从而实现精准的控制。
下肢助力外骨骼机器人具有广泛的应用领域。
在军事方面，下肢助力外骨骼机器人可以帮助士兵在行军过程中节省体力，提高作战能力。
在工业生产中，下肢助力外骨骼机器人可以帮助工人进行重物搬运等体力劳动，提高生产效率。
在康复医学领域，下肢助力外骨骼机器人可以帮助患有下肢损伤或疾病的人进行康复训练，加速恢复。
军队发展外骨骼机器人必要性外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算,为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术。
他是指套在人体外面的机器人，也称“可穿戴的机器人”。
人体外骨骼助力机器人起源于美国1966年的哈德曼助力机器人的设想及研发，到今天整体仍处于研发阶段，能源供给装置以及高度符合人体动作敏捷及准确程度要求的控制系统和力的传递装置都有待大力投入研发和试验尝试。
他是是一种模仿人体结构特点设计的外穿型机械骨骼，内部配备有液压传动装置和可像关节一样弯曲的结构设计，不但能够直立行进，还可完成下蹲和匍匐等多种相对复杂的动作。
他把重量通过电池驱动的金属骨骼转移到地面上。
先进的便携式微型计算机可以使得这种外骨骼与人的运动保持协调一致。
他成倍的增加人类的体能。
一必要性1：不堪重负的士兵这是美军陆军的标准装备。
注意，这只是标准装备，事实上，执行具体任务时，负重远比这多。
例如机枪手要携重得多的m249轻机枪，和大量的机枪弹。
还有士兵要背负沉重的火箭筒，甚至野战时携带睡袋等装备。
这都是沉重的负担。
许多士兵已经换上各种疾病。
例如颈椎病，。
极大地体力消耗和精神压力困扰绝大多数士兵。
而外骨骼可以是这一切轻松解决。
他可以使士兵轻松背负七八十公斤的中午而没有疲劳之感，外骨骼承担了负重的任务。
健康问题极大得到了解决。
二必要性2：超级战士以美军HULC为例，HULC动力源为两块总重量3.6千克的锂聚合物电池。
在一次充满电后，HULC可保证穿着者以4.8公里/小时的速度背负90千克重物持续行进一个小时。
而穿着HULC的冲刺速度则可达到16公里/小时。
士兵配备他以后，就可以负载重型防弹衣长途跋涉而不觉疲惫，而防弹衣对士兵生命尤为重要，他可给士兵全方位。
有重点的防护，真正做到刀枪不入。
而且士兵再也不会为永远不足的弹药发愁了。
几十公斤的负重可以保证足够的弹药，甚至可以携带迫击炮等较强的火力。
在遭到围攻时，极大的奔跑速度让敌人望尘莫及。
外骨骼机器人研究发展综述罗川摘要外骨骼机器人又称可穿戴机器人，是一种结合了人的智能和机械动力装置的机械能量的机器人。
外骨骼机器人融合了传感、控制、驱动、信息融合、移动计算等综合技术为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构。
本文介绍了外骨骼机器人的发展历史以及国外研究现状，对外骨骼机器人的关键技术：机械结构设计，驱动单元，控制策略进行了研究，分析了其技术难点最后对其发展前景进行了说明。
关键词：外骨骼机器人关键技术目录引言31.发展历史及现状31.1国外发展历史现状31.2国发展历史现状82.关键技术分析92.1外骨骼机器人的结构设计92.2外骨骼机器人驱动单元102.3外骨骼机器人的控制策略113.外骨骼机器人技术难点分析134.前景展望154.1 外骨骼机器人的研究方向154.2外骨骼机器人技术的应用15引言现代机器人所具有的机械动力装置使得机器人可以轻易地完成很多艰苦的任务，比如举起、搬运沉重的负载等。
虽然现代机器人控制技术有了长足的发展，还远达不到人的智力水平，包括决策能力和对环境的感知能力。
与此同时，人类所具有的智能是任何生物和机械装置所无法比拟的，人所能完成的任务不受人的智能的约束，而仅受人的体能的限制。
因此，将人的智能与机器人所具有的强大的机械能量结合起来，综合为一个系统，将会带来前所未有的变化，这便是外骨骼机器人的设计思想。
外骨骼机器人实质上是一种可穿戴机器人，穿戴在操作者的身体外部，为操作者提供了诸如保护、身体支撑等功能，同时又融合了传感、控制、驱动、信息融合等机器人技术，使得外骨骼能够在操作者的控制下完成一定的功能和任务。
本文通过介绍外骨骼机器人的发展历史及研究现状进一步分析了外骨骼机器人的关键技术，并对其技术难点以及发展前景作了说明，以期在全面认识外骨骼机器人基础上对其开展进一步深入研究。
1.发展历史及现状1.1国外发展历史现状外骨骼系统的最早研究始于20世纪60年代。
1962年，美国空军就要求康奈尔航空实验室进行一项采用主从控制方式的人力放大器系统的可行性研究。
外骨骼机器人研究综述摘要外骨骼机器人(Exoskeleton Robot)实质上是一种可穿戴机器人，即穿戴在操作者身体外部的一种机械机构，同时又融合了传感、控制、信息耦合、移动计算等机器人技术,在为操作者提供了诸如保护、身体支撑等功能的基础上，还能够在操作者的控制下完成一定的功能和任务。
本文简要介绍外骨骼机器人的研究现状以及发展趋势。
需求分析随着社会的发展，老龄化加重，已超过人口总数的10%。
老年人普遍存在体力不支，行动不便，力量、耐力不足等情况，研发一种可穿戴舒适的外骨骼机器人，助老年人行走、上下楼梯、适当负重等十分必要，同时，可穿戴式外骨骼机器人也适用于残疾人或身体机能薄弱者，这将会大大减少照顾老弱病残者的人力资源，减轻社会与家庭的压力，具有社会与经济价值。
传统的交通工具是远行与负重的主要方式，但存在对路面要求高，不适应于军事、消防营救等领域，士兵与消防人员需长距离行走、背负重物、野外作业等，这些特殊活动交通工具都没法完成，且对运动者的身体素质要求非常高。
研制一种可穿戴外骨骼机构，可以提供充足的能量和耐力来增强长时间行走和负重等能力，从而完成一些特殊任务。
可穿戴式外骨骼机器人由于自身的商用与军事应用价值，已经成为近年来国内外学者的一个重点研究方向。
理想外骨骼机器人有能够在操作者需要的时候及时提供帮助但永远不妨碍其行动的自动化机器人装置替代他的手足，能承受货物背负任务且与人体完全结合，准确预判佩戴者的意图，具有防护并增强操作者负重和运动能力的作用。
理想外骨骼机器人的研制困难可想而知。
研究现状早期人类为减少人员伤亡所制作的盔甲其实已经属于外骨骼的雏形，提高了士兵的个人防护能力，但其存在自重与被动阻力，极大消耗了使用者的体力。
1960年，通用电气公司研制一种名为“哈曼迪1”的可佩戴单兵装备，采用液压驱动。
该公司第一个提出并开展增强人体机能的主动助力型外骨骼机器研究。
其外骨骼体积巨大且笨重，安全性能低，也只能取代单只手功能。
外骨骼机器人技术在康复医学中的应用研究近年来，随着科技的不断进步，机器人技术在医疗领域中得到了广泛的应用。
其中，外骨骼机器人技术是一项重要的技术，它能够帮助患者进行康复治疗，提升其生活质量。
本文将探讨外骨骼机器人技术在康复医学中的应用研究。
一、外骨骼机器人技术的概念与发展外骨骼机器人技术，顾名思义就是指由机械装置组成的“骨骼”结构，穿戴在人的身体表面，以增强、辅助或替代肢体功能为目的的智能助力外骨骼系统。
外骨骼最初的应用对象是军事作战中伤员的康复治疗，后来逐渐扩大到广泛的民用领域。
现在，外骨骼已经开始出现在高龄化社会、残疾人康复、职业体育训练等方面。
二、外骨骼机器人技术的优势和应用外骨骼机器人技术在康复医学中的应用主要体现在以下几个方面：1、康复治疗外骨骼机器人技术能够为康复患者提供适度的支持，从而协助他们恢复肢体功能。
随着外骨骼技术的不断提升，康复治疗中已经可以实现下肢外骨骼带动下的腿部运动、上肢助力背心的辅助抬臂等功能，这些也为患者提供了更加有效的治疗手段。
2、体育训练外骨骼机器人技术能够通过增强肌力和灵活性，为职业运动员提供更高水平的训练效果。
比如在赛车运动中，穿戴上外骨骼能够在较短时间内提升技术水平，同时也降低了运动员在训练中受伤的风险。
3、日常生活外骨骼机器人技术也在逐渐服务于日常生活。
随着高龄化社会的加速发展，外骨骼技术已经逐渐在日常护理中得到应用，比如老年人穿戴上外骨骼可以帮助他们在行走等方面，提高他们的生活质量。
三、外骨骼机器人技术的应用挑战尽管外骨骼机器人技术在康复医学中的应用已经取得了一定的成果，但其发展仍然面临着一些挑战：1、技术不成熟外骨骼机器人技术目前仍处于研发阶段，尚未达到成熟的水平。
因此在应用过程中，还存在着许多技术不足之处，需要不断进行优化和改进。
2、成本过高外骨骼机器人技术所涉及的技术研发和生产成本较高，这对其在民用领域的普及带来了一定的制约。
3、适应范围有限目前的外骨骼机器人技术仅适用于一些比较单一的活动，例如走路、提起物品等，对于高级行为的辅助还不能达到行之有效的程度。
外骨骼机器人技术的研究与应用近年来，随着科技的飞速发展，外骨骼机器人已经逐渐从科幻小说中走进了现实生活。
外骨骼机器人是一种集合了传感器、电机、控制系统等技术的高科技机器人，它能够帮助行动不便的人们恢复走路、迈步等动作功能，同时还能让劳动强度大的工人或者士兵减轻体力负担，提高工作效率和战斗力。
外骨骼机器人技术的发展对于现代医疗、军事和工业生产等领域都有着重要的意义。
一、外骨骼机器人技术的研究现状和历史渊源作为一种先进的机器人技术，外骨骼机器人已经取得了很多突破性进展。
近年来，日本、美国、欧洲等国家和地区的科研机构和企业都在不断地研发和推广相关技术和产品。
首先，我们需要回顾一下外骨骼机器人技术的研究历史。
早在20世纪60年代，美国国防部就已经开始研究外骨骼机器人的技术，旨在为行动不便的士兵提供帮助。
但是，由于当时科技水平限制较大，外骨骼机器人的性能和稳定性都较为低下。
进入21世纪以后，随着传感器、电机、控制系统等多项技术的不断发展，外骨骼机器人的性能和应用领域都得到了大幅度扩展。
据报道，目前世界上已经有近百家企业或研究机构从事相关研究和推广工作，其中以韩国、日本、美国等国家的企业和机构居多。
二、外骨骼机器人的结构和原理外骨骼机器人需要集成香港的多项机电一体化技术，包括传感器、电机、控制系统等多项技术。
外骨骼机器人一般由支撑体系、助力系统、身体运动控制系统等部分构成。
其中，支撑体系主要负责外骨骼的负重和支撑；助力系统拥有强劲的推力，可实现由机器人来完成人体本身难以完成的动作；身体运动控制系统则是外骨骼机器人的核心，它能够根据对人体生理结构的深入理解，实现人体肢体设备的准确运动控制。
外骨骼机器人一般采用液压、气动和电气传动等技术，其中液压和气动系统能够满足外骨骼机器人进行复杂动作的要求，而电气传动则主要应用于精细的动作控制。
与传统工业机器人相比，外骨骼机器人的关键在于对人体运动学和生理学的深入掌握，以及对其动作模拟和控制的高度精确性。
《阿凡达》中的机器人科技：外骨骼机器人《阿凡达》中的重型装甲外骨骼机器人随着科技的发展，一些国家竞相研制战场机器人系统，其中美国的侦察、排爆机器人Talon曾用于伊拉克和阿富汗战场。
除了这类机器人系统之外，一些帮助士兵携带更多负载的机器人也在研制之中，这便是外骨骼机器人。
1978年麻省理工学院研制的外骨骼机器人项目美军早期WEAR完全战斗外骨骼机器人项目“外骨骼机器人” （Exoskeleton Robot）是指套在人体外面的机器人，也称“可穿戴的机器人”。
外骨骼是指为生物提供保护和支持的坚硬外部,本来是指昆虫或甲壳类动物身体外表的骨骼，具有支撑和保护作用。
外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算，为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术。
很早就有科幻小说提及穿戴在人体外表、具备动力的特殊装甲，借以提高人类的战斗力，这样的装备即被称作外骨骼机器人。
理想中的外骨骼机器人能够对使用者提供防护并增强使用者的负重和运动能力，最好还可以飞行。
在外骨骼机器人研制方面，美国、日本颇见成效。
美国的外骨骼机器人计划2000年，美国国防高级研究规划局发布了外骨骼机器人的研制招标书，包括以下4方面的要求：结构材料——外骨骼机器人必须使用坚固、轻型且有弹性的材料。
这种材料必须能够保护穿戴者，以大幅度减少伤亡。
轻巧的能源——外骨骼机器人携带的能源必须能够维持24小时的工作，而且必须轻且完全无声。
控制与动作——外骨骼机器人必须能够同步跟随使用者的动作，能够加强使用者的力量并模仿人类的各种动作，包括战场上的前后左右移动躲闪。
目标是让使用者背负更大质量的同时仍然能够跑得更快、跳得更高更远。
液压元件——动作必须流畅、高效且完全无声。
美国国防高级研究规划局挑选了几个方案分头进行，先验证基本可行性，再设法改造。
SoloTrekXFV外骨骼飞行器美国的这份计划全称“外骨骼增强人类体能表现”（Exoskeleton for Human Performance Augment）计划。
