产品创新、性能改善、成本降低推动商业化落地加速。
外骨骼机器人：以改善人体物理机能为目的的人机结合可穿戴装置。外骨骼（exoskeleton）原指为生物提供 保护和支持的坚硬的外部结构，外骨骼机器人（exoskeleton robot）是一种结合了人的智能和机器人机械能量的 人机结合可穿戴装备，可将人体感觉、思维、运动等器官与机器的感知系统、智能处理中心、控制执行系统相 结合，从而达到改善人体物理机能、提高身体素质等目的。 外骨骼机器人种类多样：根据结构部位，外骨骼机器人可以分为上肢外骨骼和下肢外骨骼，也可以进一步 细分为膝关节、肩部、腰部、足踝部等部位外骨骼。根据应用领域，可以分为行动助力、医疗康复、军事用途、 工业用途等功能差异的具体领域。根据能源供给，可以分为有源外骨骼和无源外骨骼。
目前，外骨骼机器人在技术方面存在人机协同、自重问题、安全性与鲁棒性等问题，另外产品成本高昂、 续航较短、训练时间长等方面存在挑战： 1、人机协同问题：外骨骼需平衡机械结构刚性与人体软组织顺应性，绑带压力分布不均易引发皮肤摩擦损 伤，且关节自由度与人体运动学不匹配可能导致运动干涉，需通过仿生材料、柔性驱动和自适应阻抗控制技术 解决。 2、自重问题：穿戴外骨骼的目的就是省力，若自重过重会适得其反。当前电机重量在外骨骼整机重量的占 比较高。如何创新电机，使更小重量、体积的电机输出更高的力矩，提升功率密度是行业的难题。 3、安全性与鲁棒性：部分特殊场景对外骨骼故障率的容忍几乎为 0。比如工人穿着外骨骼高空爬塔作业时， 如果设备出故障，会引发重大安全事故。使用外骨骼的场景大多是安全敏感场景，当使用者已经依赖外骨骼后， 一旦故障失灵，不慎摔倒，后果将非常严重。 4、成本问题：外骨骼的高性能芯片（如支持端侧机器学习算法的双核微控制器）、高精度传感器（肌电/惯 性传感器）及精密减速器（谐波/行星减速器）等关键组件依赖进口或定制开发，导致硬件成本占比超 60%，万 元级产品仍面临降本压力。 5、续航问题：传统锂离子电池难以满足外骨骼机器人连续工作 6 小时以上的需求，而增大电池容量会导致 重量显著增加，影响穿戴舒适性。 6、训练时间问题：意图识别算法需融合多模态传感器数据并适配个体运动特征，导致初始训练周期较长， 并且基于神经重塑原理的康复训练需高频次高强度重复动作，才能有效刺激中枢神经功能重建，对患者依从性 提出极高要求。
海外外骨骼机器人发展历程：1960s-1980s 以实验室研究、军事用途为主：美国科研机构引领 60 年代第一 波研发热潮，最早的外骨骼实验室样机以军用为主，由于重量、能耗、控制精度等原因无法落地使用；1980s1990s 实用性增强、用途拓展到医疗康复：外骨骼机器人逐步走出各国实验室，企业界和科研专家共同推动技术 研发和市场化，用途也从军工拓展到医疗康复，1997 年日本筑波大学研制出外骨骼机器人动力服 HAL，开启了 外骨骼机器人康复领域的大门；21 世纪进入商业化：除了军事应用之外，外骨骼在汽车装配、物流等工业领域 应用广泛，例如 Ekso Bionics 公司的上肢外骨骼机器人 EksoVest 被应用到福特汽车流水线的人工作业中；医疗 领域也有各国企业推出多款民用产品，但售价普遍相对较高。 国内外骨骼机器人发展历程：2000s-2016 年以实验室研究为主：2000 年开始，清华大学、浙江大学等高校 和科研机构开展外骨骼相关研究，2013 年我国首部外骨骼装置“单兵负重辅助系统”在军工领域诞生；2017 年 开始商业化：工业运输方面，京东在 2018 年“618”活动期间为员工配备铁甲钢拳外骨骼机器人辅助搬运，希 望提高员工工作效率；医疗方面，2017-2018 年，傅利叶智能、迈步机器人等初创企业开始进入康复外骨骼机器 人领域，北京大艾的产品于 2018 年获批国内首个 NMPA 注册证，标志着医疗康复领域开始商业化。
外骨骼机器人技术在军事、医疗、民用等许多领域有着很好的应用前景：在军事领域，外骨骼机器人可以 使士兵携带更多的武器装备，其本身的动力装置和运动系统能够增强行军能力，有效提高单兵作战能力；在民 用领域，外骨骼机器人可以广泛应用于登山、徒步、消防、救灾等需要背负沉重的物资而车辆又无法使用的情 况；在医疗领域，外骨骼机器人可以用于辅助残疾人、老年人行走或康复运动。
外骨骼机器人逐渐向着集成化、轻量化、智能化、商业化方向发展。从发展趋势来看，可穿戴外骨骼机器 人的轻量化、集成化、高效驱动与同步控制具有非常广阔的前景，外骨骼装置的类型和功能越来越齐全， 由此 衍生出的产品应用场景逐步丰富，AI 技术的发展也一定程度上促进外骨骼机器人更加智能化，通过完善控制系 统与驱动系统，使之更加拟人化与高效，对提高人机交互水平与适应性有着良好的促进作用。
医疗领域是目前外骨骼机器人的核心应用场景之一。以下肢外骨骼机器人为例，其可以为不同损伤程度、 处于不同康复阶段的患者，在康复训练或日常步行时，提供全方位的关节支撑、精准的多向限位保护、科学的 正确步态引导以及恰到好处的发力辅助。 具体来看，下肢外骨骼机器人医疗场景使用范围主要包括： ① 神经康复：对于因中风、脊髓损伤或其他神经系统疾病导致行走困难的患者，下肢外骨骼机器人可以 为患者提供稳定的支撑和行走助力，帮助他们恢复或改善行走功能。 ② 肌肉骨骼康复：对于因骨折、关节炎或其他肌肉骨骼疾病导致行走受限的患者，下肢外骨骼机器人可 用于促进肌肉恢复和增强关节活动度，加速康复进程。③ 截肢者康复：对于截肢者，下肢外骨骼机器人可以配合假肢使用，提供稳定的支撑和行走助力，帮助 截肢者更好地适应和行走。 ④ 术后康复：对于术后康复者，下肢外骨骼机器人可用于预防跌倒、提高行走能力和促进康复。此外， 下肢外骨骼机器人通常配备有多种传感器和监测系统，可以实时监测患者的步态、肌肉活动和运动表 现等数据。这些数据可以为医生的康复评估提供依据，帮助他们制定更精准的康复计划。
人口老龄化进程加快及劳动力人口下降刺激外骨骼机器人需求增长。根据国家统计局数据，近年来我国 65 岁及以上人口数量逐年增长，从 1990 年的 6368 万人增长至 2024 年的 22023 万人，65 岁及以上人口占比从 1990 年的 5.6%增长至 2024 年的 15.6%，老龄化进程加快，由于老年人多发慢性病或行动不便，伴随而来的是医疗康 复和助行的需求增长。工业和建筑业从业人员数量近年来呈现下降态势，以建筑业从业人数为例，自 2018 年达 到顶峰后，整体呈现下滑状态，2023 年底我国建筑业从业人员为 5253.75 万人，与此同时建筑需求仍然存在， 未来有望借助外骨骼机器人参与劳动。
工业领域外骨骼机器人有效减轻工人体力消耗，提高工作效率。在劳动力短缺和成本上涨的背景下，外骨 骼机器人在工业领域应用愈发广泛。在汽车制造、物流仓储、建筑施工等场景，工人需要频繁搬运重物，而外 骨骼机器人可以为工人提供腰部、肩部等部位的助力，减轻工人的体力消耗，降低因长期重复劳动导致的工伤风险；并且能够使其更轻松地搬运重物，提高工作效率。例如，福特汽车与 ekso bionics 合作推出的 eksovest pro 上肢外骨骼，采用 AI 算法实时调节助力强度，帮助工人完成高频率举重作业。 工业领域目前仍以机械助力外骨骼机器人为主流。目前外骨骼机器人主要可分为机械助力与电助力两大类。 在工业领域，由于电助力外骨骼机器人成本高昂且重量较大，普及仍存在一定难度；市面上常见的工业外骨骼 机器人仍以机械助力为主，其轻便性特点显著，重量通常在 2-4 公斤之间且无需电池即可运行。 随着外骨骼机器人产品不断迭代，厂商推出主动训练、轻量化、低成本的消费级产品，外骨骼机器人逐步 触及 C 端市场，登山助力新闻带动产品“出圈”。2025 年 4 月，程天科技在购物平台上架了一款售价为 2500 元的消费级外骨骼机器人，上线仅 15 秒即售罄，外骨骼机器人在 C 端快速进入消费者视线。五一假期，CCT V2、 CCTV13 等多家媒体报道，在泰山、黄山、青城山等多个著名景区，相继引入了“外骨骼机器人”等登山智能辅 助产品，助力游客登山，引发市场关注。以泰山景区外骨骼机器人为例，该款形似“智能登山杖”的机器人不 仅能辅助行走、实时监测身体状况，还具备紧急呼救、景点讲解等功能。该外骨骼机器人重 1.2 公斤，采用碳纤 维机身与仿生学关节设计，可承受 200 公斤瞬时拉力。内置的 AI 系统通过压力传感器与惯性导航模块，能在攀 登陡峭坡路时自动调节助力强度，续航时间达 8 小时，为佩戴者节省 30%至 50%的体力。
