工业外骨骼，人类进化新方向( 二 ) 外骨骼机器人可能才是人类和

第三种是目前最常用的，伺服电机驱动的外骨骼，由于成本低廉，管线布置比液压简单，控制理论相对液压也更加成熟，是全球目前用得比较多的一种。缺点是功率密度不太高。

文章图片
外骨骼在工厂的应用|来源：傲鲨智能官网
外骨骼应用的时候要根据应用场合判断，如果是偏向于着重爆发力、负载比较高的场合，比如军事场合，电液伺服可能会比较适合；在一些商用和民用场景中，比如让产业工人、老年人、户外运动爱好者等去使用，那可能是电机驱动外骨骼更适合，因为它的力量需求不大，同时使用了清洁能源、很好的控制模式以及低廉的成本。
如果根据电机的驱动方式细分，有齿轮驱动、皮带驱动、谐波减速器驱动、钢丝驱动等方案。但总体来说，目前只要是有明确的关节运动点的外骨骼，基本上都属于刚性类外骨骼，只是各自的底层驱动方式会有所不同。
FounderPark：目前外骨骼机器人有哪些比较特殊的使用场景？
徐振华：在比较常规的应用场景中，比如物流、工厂的客户，机器人是用于常规环境下的搬运，普通设计的外骨骼机器人基本上能满足需求。客户可能会提出一些小的修改，比如改颜色、logo ，或者是增加一些专用的附件帮助搬运一些箱子。
这些都是非常小的设计更改，难的是在一些特殊的行业，比如矿井，或者有防爆要求的化工厂，这种环境下目前都是依靠人力工作，仍然需要很大的助力辅助，同时要考虑如何解决易燃易爆的问题。可能需要重新设计整个机器人的密封性，涉及到模具的更改，包括电机的控制电路板，以及电路板上的线宽、导线的层厚等，都是非常细节的问题。
还有一种情况，比如在矿井下需要有应急氧气装置，如何把应急氧气整合到外骨骼上，让外骨骼成为一个综合的载体，也是在设计上需要考量的；包括探照头灯、应急灯等这些东西如何去整合，是不是可以用外骨骼上已有的电源去实现这方面的功能；地下的数据传输，要传数据、定位等，如果真的发生意外，外骨骼不仅可以帮助人类增强力量，还可以把信号传到地面站，传达救援信息。一些特殊行业会有特殊的设计要求，每个行业都会不太一样。
FounderPark：外骨骼要满足军用场景，技术难点是什么？
徐振华：国外早期做外骨骼的都是一些比较大的军方公司，比如洛克希德·马丁。军事应用场景其实很早就开始切入了——用外骨骼增加单兵的作战能力，难点在于军事应用更多要考虑的是人的敏捷性，在不受影响的情况下去做助力。所以洛克希德·马丁早期推出的Hawk系列等无一例外的都使用液压助力作为驱动单元，液压助力的特点是功率密度高，短时间内的爆发力也特别好，不过它会受到一些能源的限制。
军事化的应用环境比较苛刻，要能够耐受恶劣环境，对产品环境试验的要求是非常高的，同时可靠性要求也会非常高。对软件算法，包括电机的响应速度或者整个液压系统的响应时间、速度其实都会有很高的要求。国内也有一些军事的应用，只是目前还比较早期。
军用外骨骼的动作会比较复杂，这和工业类外骨骼有巨大的区别。工厂里的搬运动作比较单一，但是军用会涉及到很多一线的战术动作，比如25公斤的轻装机动， 40公斤的重装机动等，需要背着东西走很长的路，可能还会有匍匐前进或者是滑坡的动作要求，这些特殊动作会导致姿态识别的软件得不到正确的数据，目前我们也没有办法完全照顾到这一点，因为动作太多，而且很多动作之间会产生耦合，很难判断是爬坡的动作，还是在大石头上行走或者步幅很大的动作。如果外骨骼的侦测运动判定比较难做，后面的助力都做不了，因为失去助力的依据了。部队有很多跳跃的动作，这些动作无一例外会对外骨骼的驱动系统带来很大的冲击，这一块的结构设计包括冲击性设计，很多材料会有很大区别。所以军用的难度要求是非常高的，随之而来的就是成本的巨大上升，目前还没有太多的量产。