盘点国内外外骨骼助力机器人的发展历史

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。