近日，劉強(qiáng)東在頭條號(hào)上宣布視頻，曬出京東公司為物流任務(wù)人員研發(fā)了一款外骨骼機(jī)械人，佩帶在任務(wù)人員的背部，以盡可能削減頻仍哈腰拿取商品形成的腰椎毀傷。 無獨(dú)有偶，福特公司比來宣告與Ekso Bionics公司協(xié)作，在美國(guó)的兩家汽車工場(chǎng)內(nèi)對(duì)外骨骼機(jī)械人停止測(cè)試，并展現(xiàn)出了現(xiàn)實(shí)運(yùn)用的視頻。這款機(jī)械人可以或許贊助工人加重五到十五磅的分量，從而減緩天天4600個(gè)平常地面功課義務(wù)對(duì)工人上半身所形成的壓力。 有京東和福特如許的著名公司帶頭，可以預(yù)感，外骨骼機(jī)械人將很快在各年夜工場(chǎng)運(yùn)用起來。對(duì)通俗員工來講，借助外骨骼機(jī)械人可以或許加重任務(wù)中身材的負(fù)重壓力，下降肩周炎、腰椎鍵盤凸起等罕見慢性疾病的病發(fā)率，確切是使人欣喜的好新聞。 為關(guān)懷員工的好公司點(diǎn)贊的同時(shí)，我們不由想弄明確，外骨骼機(jī)械人究竟是甚么高科技？穿上了它，是否是就具有了鋼鐵俠的超強(qiáng)才能？ 可以確定的是，影視作品中的“高科技”常常極端超出實(shí)際。固然人工智能技巧正處在飛速成長(zhǎng)階段，然則實(shí)際生涯中的外骨骼機(jī)械人的研發(fā)速度并沒有那末快。智能絕對(duì)論（微旌旗燈號(hào)：aixdlun）扼要講述外骨骼機(jī)械人的前生當(dāng)代，配合懂得這項(xiàng)能夠轉(zhuǎn)變?nèi)祟惿臓顩r黑科技。 外骨骼機(jī)械人實(shí)際上是美國(guó)軍用設(shè)備 2000年，美國(guó)國(guó)防部基于加強(qiáng)兵士體能，進(jìn)步單兵作戰(zhàn)才能的目標(biāo)，提出“外骨骼機(jī)械人”概念。現(xiàn)實(shí)上，外骨骼機(jī)械人分歧于我們?cè)谝酝能娛聭?zhàn)斗或科幻片子中所見到的鐵甲大水，而是附著于人體內(nèi)部的“人工智能”。它為穿著者供給掩護(hù)，并依據(jù)人的肢體運(yùn)動(dòng)來感應(yīng)、伺服、驅(qū)念頭械關(guān)節(jié)重現(xiàn)舉措，用以供給額定的動(dòng)力，贊助應(yīng)用者跑得更快、跳得更高、負(fù)重更強(qiáng)。 美國(guó)軍方研制投標(biāo)書提出4個(gè)請(qǐng)求：1.外骨骼體系必需可以或許掩護(hù)穿著者，以年夜幅度削減傷亡。2.外骨骼體系攜帶的動(dòng)力必需可以或許保持24小時(shí)的任務(wù)，并且必需輕且完整無聲。3.外骨骼體系必需可以或許讓兵士背負(fù)更年夜質(zhì)量的同時(shí)依然可以或許跑得更快、跳得更高更遠(yuǎn)。4.必需采取流利、高效且完整無聲的液壓元件。 在美國(guó)國(guó)防部的巨資支撐下，雷神（Raytheon）公司的XOS和洛克希德馬丁（Lockheed Martin）公司的人類外骨骼負(fù)重體系（Human universal load carrier，HULC）鋒芒畢露。異樣是研討外骨骼機(jī)械人，兩家公司的差別在于，雷神公司專注研討全身機(jī)械外骨骼，而洛克希德馬丁公司專注研討可加強(qiáng)下肢才能的機(jī)械外骨骼技巧。 從2000年開端立項(xiàng)，Sarcos Research經(jīng)由6年研發(fā)，制造勝利了第一款原型機(jī)XOS 1，也是XOS 2的原型。XOS 1搬運(yùn)分量的現(xiàn)實(shí)和發(fā)覺比為6：1，也就是說搬運(yùn)60千克的重物時(shí)，穿著者會(huì)覺得只搬運(yùn)了10千克。2007年，雷神公司收買了Sarcos Research，并在2010年推出XOS 2。XOS 1現(xiàn)在設(shè)計(jì)的目標(biāo)最重要是證實(shí)實(shí)際的可行性，XO2才對(duì)機(jī)能有了更高的請(qǐng)求，須要更輕、更快、更強(qiáng)的設(shè)計(jì)，而且須要下降動(dòng)力消費(fèi)。XOS 2自重95千克，比擬第一代產(chǎn)物的分量輕了10%，搬運(yùn)分量的現(xiàn)實(shí)和發(fā)覺比為17：1， 動(dòng)力消費(fèi)也下降了50%。 雷神公司的XOS2 2004年，年夜名鼎鼎的加州年夜學(xué)伯克利分校部屬人體工程和機(jī)械人試驗(yàn)室勝利研收回伯克利下肢外骨骼（BLEEX）——這就是HULC的原型。2009年推出HULC，同時(shí)受權(quán)洛克希德·馬丁公司在軍事范疇對(duì)其停止推行。HULC自重24千克，由背包式外架，金屬腿框架及響應(yīng)的液壓驅(qū)動(dòng)裝備構(gòu)成，穿著者攜帶的負(fù)荷不會(huì)感化在自己身上，而是直接經(jīng)過機(jī)械外骨骼傳至空中。HULC的功效重要包含力氣加強(qiáng)和耐力加強(qiáng)兩項(xiàng)。力氣加強(qiáng)表現(xiàn)在兵士佩帶后可搬運(yùn)90千克的重物而毫無感到；耐力加強(qiáng)表現(xiàn)為在3.2 km/h的行為速度下可下降5%~12%的氧氣消費(fèi)。 洛克希德·馬丁公司的HULC 外骨骼機(jī)械人在醫(yī)療范疇年夜放異彩 2014年巴西足球世界杯揭幕式上，一位下肢癱瘓少年穿戴智能機(jī)械骨骼外套開球的颯爽英姿勁爆了全場(chǎng)，向全球展現(xiàn)了康復(fù)外骨骼機(jī)械人的異常風(fēng)度，也使這個(gè)集人機(jī)信息交互、機(jī)械人主動(dòng)掌握、神經(jīng)康停工程等多學(xué)科常識(shí)于一身的高科技新結(jié)果惹起眾人注視。 針對(duì)腿腳未便的老年人及殘障人士，外骨骼機(jī)械人可以幫助或許恢復(fù)其腿部的行走挪動(dòng)，從而進(jìn)步老年人及殘障人士的生涯質(zhì)量。針對(duì)正常人，外骨骼機(jī)械人可以進(jìn)步穿著者的負(fù)重才能，并削減體能消費(fèi)。 2013年，日本筑波年夜學(xué)HAL的第五代產(chǎn)物HAL 5上市，同年2月取得了國(guó)際平安認(rèn)證，是第一家取得該認(rèn)證的機(jī)械外骨骼。同年8月，HAL 5取得歐盟認(rèn)證，許可其在歐盟境內(nèi)停止醫(yī)學(xué)醫(yī)治。HAL分量只要10千克，根本知足常人的蒙受力。經(jīng)由過程感測(cè)體表的一些生物信息，例如肌肉的活動(dòng)還有神經(jīng)電流的轉(zhuǎn)變，HAL可以模仿穿著者的舉措。而且在平行的偏向上加強(qiáng)穿著者的力氣和經(jīng)久。今朝HAL已于日本上市，被以為是最成熟的平易近用外骨骼體系。 日本筑波年夜學(xué)HAL5 ReWalk是以色列ReWalk Robotics公司的明星產(chǎn)物，異樣拿到了美國(guó)FDA的認(rèn)證，進(jìn)入了上市發(fā)賣階段。它是一種可穿著式幫助活動(dòng)的下肢外骨骼，贊助腰部以下脊髓毀傷的人從新完成自力行走的外骨骼機(jī)械人。它由腿部支架、自力掌握的髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)機(jī)電、充電電池、附著于關(guān)節(jié)框架的盤算機(jī)體系和一副掌握均衡的手杖構(gòu)成。髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)處均包括可驅(qū)動(dòng)的屈伸自在度，踝關(guān)節(jié)處則設(shè)有帶限位感化的雙向改正關(guān)節(jié)，可以避免人體遭到損害。 2016年5月，哈佛年夜學(xué)懷斯研討所宣布了與ReWalk公司協(xié)作研發(fā)的新一代外骨骼機(jī)械人，其采取可穿著傳感器的拉伸檢測(cè)活動(dòng)，以后經(jīng)由過程拉索驅(qū)動(dòng)踝關(guān)節(jié)的舉措，從而完成舉措驅(qū)動(dòng)。 國(guó)際關(guān)于外骨骼機(jī)械人技巧的研討展開較晚，成長(zhǎng)較緩，與國(guó)際程度相差較遠(yuǎn)。在人工智能海潮的推進(jìn)下，中國(guó)也有年夜量上市公司和創(chuàng)業(yè)公司開端涉足這一范疇，如2017年深圳邁步機(jī)械人宣布其首款面向偏癱患者的外骨骼機(jī)械人BEAR H1、上海傅利葉智能外骨骼機(jī)械人Fourier X1等等，但今朝還沒有企業(yè)取得CFDA認(rèn)證，也是以并未真正有產(chǎn)物完整進(jìn)入到商用。 從劉強(qiáng)東宣布的視頻來看，京東外骨骼機(jī)械人動(dòng)力體系極可能采取了卻構(gòu)較為簡(jiǎn)略的氣壓驅(qū)動(dòng)。氣壓驅(qū)動(dòng)式動(dòng)力體系在有負(fù)荷的感化下，速度輕易產(chǎn)生動(dòng)搖，不實(shí)用于較為周詳?shù)膱?chǎng)所，只能在小功率場(chǎng)所運(yùn)用，想要開辟出高周詳?shù)耐夤趋罊C(jī)械人能夠還有較長(zhǎng)的路要走。 外骨骼機(jī)械人讓我們成為鋼鐵俠，還有點(diǎn)遠(yuǎn)
雖然外骨骼機(jī)械人獲得了很多的造詣，但沒法躲避的實(shí)際是，今朝技巧上依然面對(duì)很多艱苦，例如，罕見的液壓體系所處的任務(wù)情況遠(yuǎn)比慣例的空中液壓體系龐雜，液壓體系在活動(dòng)經(jīng)常產(chǎn)生晃悠、傾斜，同時(shí)體系中液壓介質(zhì)的容量也隨時(shí)產(chǎn)生變更，也輕易招致運(yùn)轉(zhuǎn)不流利、樂音年夜、靠得住性缺乏。
用“鋼鐵俠”的尺度來評(píng)判外骨骼機(jī)械人能否成熟能夠有點(diǎn)高，但不管若何，作為帶幫助性質(zhì)的人工智能用具，至多須要知足三點(diǎn)請(qǐng)求：智能化反應(yīng)足夠?qū)崟r(shí)，佩帶足夠溫馨，續(xù)航足夠耐久，如許的外骨骼機(jī)械人才網(wǎng)job.vhao.net能算得上成熟，而今朝這三點(diǎn)都面對(duì)必定的艱苦。
起首，足夠?qū)崟r(shí)的智能化反應(yīng)是操作能否流利、體驗(yàn)?zāi)芊駜?yōu)越的重要前提。在最根本的舉措同步上，今朝肌電旌旗燈號(hào)收集的辦法有很嚴(yán)厲的外界情況限制，傳感器會(huì)因汗液等纖細(xì)身分的影響而遭到攪擾，使得外骨骼在停止舉措的反應(yīng)時(shí)發(fā)生延遲，難以勝任高難度舉措。而更智能的外骨骼機(jī)械人，應(yīng)可以或許在人機(jī)交互環(huán)路中可以精確實(shí)時(shí)檢測(cè)辨認(rèn)用戶年夜腦的活動(dòng)意圖，到達(dá)所思即所動(dòng)的幻想活動(dòng)掌握后果。
其次，佩帶溫馨是幫助用具的根本請(qǐng)求。今朝的外骨骼機(jī)械人受限于外骨骼綁縛式的穿著辦法，會(huì)對(duì)人體形成榨取，招致血液不順暢、肌肉變形，并是以影響外骨骼的定位精度。外骨骼機(jī)械人在將來還必需在增長(zhǎng)外骨骼關(guān)節(jié)自在度、能更舒暢地穿著外骨骼后全方位地自在活動(dòng)高低工夫。
最初，較為耐久的續(xù)航能力有產(chǎn)物適用性，而從直不雅的參數(shù)下去看，今朝的外骨骼機(jī)械人仍然沒有完整到達(dá)2000年美國(guó)國(guó)防部就提出來的請(qǐng)求，好比HAL5的續(xù)航時(shí)光只要160分鐘、ReWalk的續(xù)航時(shí)光只要3.5小時(shí)，遠(yuǎn)低于24小時(shí)的成天續(xù)航請(qǐng)求。這須要輕而牢固的復(fù)合資料和便攜式的耐久電源兩方面的技巧沖破，這不只是外骨骼機(jī)械人的，也是其他許多電子裝備都面對(duì)的配合困難。
因而可知，普適的三點(diǎn)請(qǐng)求都還存在必定艱苦，要想穿上一秒變身鋼鐵俠，今朝還難以完成。不外，科技老是在奔涌向前，跟著新資料、新技巧的賡續(xù)涌現(xiàn)，在不遠(yuǎn)的未來必定會(huì)有更高等智強(qiáng)人機(jī)交互、加倍靈巧溫馨活動(dòng)功效的外骨骼機(jī)械人產(chǎn)物投入市場(chǎng)，造福普羅年夜眾。
