工业外骨骼，人类进化新方向( 四 ) 外骨骼机器人可能才是人类和

以波士顿动力的机器人为例，对于每一个的运动关节，每一个转动都做了伺服电机的控制，所以它的姿态是完全可控的。外骨骼为了节约重量和成本，只在必要的一些工作方向上助力。比如大腿的全曲和伸展，但是在大腿的外展和内收的关节上，是不做助力的，因为那样的发力动作比较少，所以导致它是一个不完全的骨骼系统。这个时候如果重心偏移太大，超出自身可控能力范围，会比较容易摔倒。这也是应用中要注意的一个点，一般不会推荐去搬太重的东西，或者是重心太过于偏外部的东西。
另一方面，外骨骼的软件特点是跟随人的动作去做力量的放大，前提条件是人要给出正确的指令和运动方向。如果人给出一个错误的方向，外骨骼可能也是朝着错误方向做的；如果硬要摔倒，外骨骼也会帮助你摔倒。当然也会有一些机器学习算法，帮助外骨骼可以更好地去匹配不同的人、不同的应用场景、不同人的习惯，但总体上它还是以人为主的。
外骨骼也可以多台配合去抬重物。比如在地底下的坑道里面抬很重的管道，管道大约有5米长，一个人可以抬，但是重心是偏移的，两个人去抬就可以去解决这个问题。
FounderPark：外骨骼机器人在使用的时候，设备本身对人的负担增加有多大？负担的增加量是由哪些东西决定的？
徐振华：对身体的负担是我们一直在处理的一个问题。在泛工业领域用得比较多的外骨骼类型是上肢、腰部和下肢，再细分的话，更多的来自于腰部和下肢。在很多工业的应用场景里，包括民用的一些场景中都有相当多的搬运动作。在搬运的场景里，腰部类的外骨骼应用会比较多，国外的同类产品也是如此，因为它更加小巧、简单、易用。
从产品角度来说，要研究一下负担的分布。腰部外骨骼的主体一般是由身体部分、电池部分、驱动部分和腿部四个部分构成的。一般会有机器人本体构成的一个主体结构，这个主体结构里会容纳全部的减速控制单元、电路板。主壳是背在人身上的，在主壳内部有电池，每个公司的电池做法不太一样，有些是完全内置的，有些是放在外面可更换的。目前比较流行的是可更换电池，因为工作时间比较长，经常需要充、放电，电池的重量占比很大。在主机身旁边有电机和减速机系统。这两个也是主要的重量来源。另一部分是绑附在人腿上的一些辅件，机构、软包，包括一些碳纤维结构件。

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腰部外骨骼机器人|来源：傲鲨智能官网
以腰部为例，这些重量全部加在一块，目前国际上能做到的最轻重量大约是4.5公斤，在这个重量基础上，它会有将近10公斤的力量输出帮助到使用者，也就是说可以减轻大约10公斤左右的重量，但是这个重量不绝对，因为和人的穿戴、工作方式都有一定的关系。我们大概能做到5.8公斤到5.9公斤这样的重量，输出力量在30公斤左右。产品的重量和力量输出的大小可以根据实际的应用场景去配置。
傲鲨服务的矿业、电力系统、航空等都是一些比较恶劣的环境，工作重量基本上在三四十公斤左右，需要穿一些力量比较大的外骨骼。最终设计的评判标准其实是看推重比，机器足够轻的同时，要保证输出力量足够大。这个比例如果控制得越大，说明外骨骼的效率肯定是越高的。当力量大了以后，它对于软件、安全性能方面都会提出不同的挑战。重量方面， 4到6公斤的区间是人可以去承受的。早期我们也做过实验，让实验者承受8-10公斤的重量，得到的反馈是太重了。