科技前沿丨科幻电影中的“扛把子”外骨骼机器人戏里戏外都酷炸了

liukang20245小时前今日吃瓜835

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封面新闻记者谭羽清边雪部分图片由被访者供应

《漂泊地球2》中，太空电梯里的韩朵朵穿上机械手臂，一拳击飞反叛军的画面，给许多观众留下了深刻印象。作为“移山计划”中必不可少的配备，影片中时而呈现作业人员穿戴外骨骼转移重物的场景，也从细微处将电影气氛烘托得科技感十足。

韩朵朵穿上机械手臂（图片来源于网络）

实践日子中，咱们有或许具有外骨骼机器人这样酷炫的配备吗？在小说、游戏和影视中一向广受读者和观众追捧，在许多电影中屡次呈现的外骨骼机器人，早已“实实在在地”走出银幕、走进实践。“外骨骼机器人已在医疗、才智康养、工业等多个职业有所运用，未来开展也会更趋向于平民化。”电子科技大学人工智能研讨院副院长程洪教授告知记者。

揭秘电影里的“黑科技”道具：都是真家伙

“外骨骼并不是一个假的道具，是能够派上用场的，其时咱们想说不定还能协助剧组人员去搬东西，削减咱们作业的膂力问题。”傲鲨智能创始人兼CEO徐振华在承受封面新闻专访时表明，在《漂泊地球2》中，傲鲨智能供应给剧组9台外骨骼机器人，包含上肢、腰部和下肢的外骨骼机器人，剧中作业人员穿戴的外骨骼都是实践中可用的产品。“本来剧组计划连电影中运用的道具也让咱们做，可是只要短短两三个月的时刻，而科技产品的研制和制造周期都相对较长，咱们忧虑做出来的产品会拖延时刻，所以其时把已有的九套设备供应给了剧组拍照。”

《漂泊地球2》中作业人员佩戴外骨骼（图片来源于网络）

据徐振华调查，人物韩朵朵运用的外骨骼机械手臂应该是道具，“从外骨骼的原理和规划视点上来讲，要做出这么一个东西，现在技能是彻底或许的，但它会比较大型，在商用环境中或许会用得比较少。”

回归实践，现在市面上的外骨骼首要分为两类，一种是针对特定关节性助力的人体增强类的外骨骼，这种外骨骼首要是用来增加人的力气，拓宽才能上限；另一种则是恢复类外骨骼，首要用于医疗恢复范畴，比方辅佐瘫痪病人行走。

北京铁甲钢拳科技有限公司创始人兼CEO王潮告知记者，现在外骨骼一般从操控体系方面可分为两类，纯人力做功外骨骼和人机一起做功的外骨骼。前一种就像一台“穿戴型挖掘机”，没有任何智控体系，作业时根本上是单纯从人的身体上搜集信号，然后做力的扩大。然后一种外骨骼具有必定的智能体系，能识他人的运动信号、判别人的运动目的，然后和人协同做功。

王潮穿戴外骨骼

这两种外骨骼都有本身的优势和下风，人机一起做功的外骨骼具有分量小、便于佩戴的特色，一套外骨骼乃至能够轻致几十克到几百克，但由于它的智能体系无法彻底屏蔽非运用者宣布的力信号，简略发生误判，而纯人力外骨骼尽管没有这种缺点，由于自重过重，现在运用没有人机一起做功外骨骼广泛。

据王潮介绍，依照力气的传输方法，工业类或助力类外骨骼的运作原理可根本分为纯电动、液压和气动三类，其间纯电动外骨骼依托于底层技能的进步、底层资料的晋级以及便于维护等各方优势，正在渐渐成为商场的主流产品，“至少在C端消费级还有工业批量上有比较显着的趋势。”

此外，现在市面上的外骨骼本质上根本都是电力驱动，“即使是液压也只是以液压作为传动的方法，本体的能量供应，包含发生最开端的动能的元器件或许都是电机。”

与机器结合在工业、医疗等范畴补偿人类缺点

其实自19世纪，人类就开端了对外骨骼机器人的研讨探究，现在它现已进入了各种范畴，其间在工业和医疗范畴体现最佳。

在工业范畴，外骨骼机器人常被用于在矿山、机场、建筑工地、户外等场景辅佐人们进行转移作业，“户外环境没有一个很好地设备面，这导致了没有办法运用现在的规范的机器人去做这些工作，所以现在大部分这种状况都是靠人力去完结。”徐振华提到。

在外骨骼的协助下转移重物

在他看来，工业活动中人和外骨骼机器人的结合，一方面让人补偿了体能、耐力上的缺点，一方面又让机器变得愈加智能灵敏，达到了扬长避短的作用。对此，王潮也有相似的观点，相关于机器人+人工智能的“给力气以才智”的计划，在许多多变的场景其实人+外骨骼的“给才智以力气”的计划其实愈加合适。外骨骼本身是用来满意人的缺点，不管人有什么样的缺点，其实都能够经过外骨骼让你变得更好，更强。

据程洪介绍，在医疗范畴外骨骼多用于辅佐恢复，“比方说节瘫患者下肢外骨骼，由于患者脊髓损害今后不能运动，经过大脑传递行走的信号时传递不下去，也无法支撑肌肉骨骼运动，这个时分凭借外骨骼机器人，依据患者下达的操控指令，发送到外部计算机，来操控外骨骼机器人模拟人的举动步态，然后带动患者来进行站立和行走的练习，这大约便是外骨骼机器人在医疗恢复范畴运动的根本原理。”

医疗恢复类外骨骼

因商场需求广泛，医疗类外骨骼机器人也得到了继续地开发。“站立是人类的天性，跑步、行走等动作更是人类健康的需求。”程洪解释道，假如咱们每天都坐在轮椅上，或许躺在床上，会骨质疏松，或形成人体整个机能下降。所以开发外骨骼机器人也是为了让有需求的患者“站起来”“走得好”。

外骨骼尽管已有必定的开展前史，但作为一个典型的“穿插学科”，它现在仍存在着许多需求霸占的技能难点，程洪以为怎么将机械结构、自动化、计算机、医学、生命科学等多学科范畴，在高度穿插时更好地彼此交融便是外骨骼机器人开展的难点之一。

此外，关于医学范畴的外骨骼，怎么让患者穿戴得更舒适也是需求继续探究的，“比方你穿鞋子，对不同的原料和巨细，穿起来会有很显着舒适或许不舒服的感觉，外骨骼（机器人）也是相似的，并且它穿戴的规模是全身的，这个舒适感的要求就会更高。”

王潮则看到外骨骼的技能难点和机器人的十分像，首要会集在动力模块，电池、算法渠道以及资料四方面。例如，在作为操控体系的算法渠道方面，现在外骨骼职业中并没有一个一致体系，“其实这也是外部的一个难点，简略来说便是你搜集的信息越多，尽管你对用户的运动判别会越准，但跟着搜集信息的增多，犯错的概率也会增大。所以你的算法渠道究竟是不是满足安稳，其实就看在你搜集满足多的信息之后，能不能作出正确的判别。”

展望未来外骨骼或许帮你具有“第三只手”

关于外骨骼机器人的未来，三位被访者都以为远景宽广。徐振华以为，除了工业以外，外骨骼将更多赋能人类的日子。“比方说一些养老的工业，或许是说爬山步行，还有水下的一些作业，都有或许会触及外骨骼。”

“我觉得我国是最合适开展外骨骼的国家。”王潮以为，我国人力本钱和出产架构的特色都让人机交融的计划成了进步出产力的最优解。“在不改变现有场景的状况下，外骨骼能让人变得更好更强，还能在作业中给他更好的维护，削减损害，然后进步出产功率。”巨大的商场需求加上我国强壮的出产链、供应链，为外骨骼更高档新技能的孵化供应了很好的环境。

我国人口老龄化进程加快将影响晚年人对外骨骼机器人的需求增加。依据国家卫生健康委、全国老龄办发布的《2021年度国家老龄工作开展公报》显现，到2021年底，全国60周岁及以上晚年人口2亿6千多万人，占总人口的18.9%。

“从全球规模来看，尽管国外起步较早，可是现阶段，外骨骼机器人在我国的商业化程度反而要更好一些，尤其在恢复医疗范畴。”程洪表明，尽管现在还较难完成，跟着外骨骼机器人相关技能开展，在医疗范畴，举动不便的失智白叟是彻底能够有望站起来行走的。针对截瘫、偏瘫的各年龄段患者，都是外骨骼机器人的开展方向。

规划“炫酷”的外骨骼

外骨骼在未来不只会经过下降价格、进步功能等方法走进更多运用场景，还或许与更多技能交融开展协助人类补偿本身缺点，乃至“进化”成新的形状。王潮：“未来外骨骼能够和许多新技能结合。比方说咱们曾做个一个试验，在外骨骼上加了一个脑电接纳设备，然后经过脑电的信号去操控外骨骼上面的一个机械臂。未来，除掉外骨骼增强了你的双臂之外，你或许还会有第三只手。”

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