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外骨骼對人工智能產(chǎn)業(yè)的影響


動力外骨骼通過傳感器來收集使用者的活動信息 ， 這些信息傳遞給信息處理器進(jìn)行處理，然后啟動相應(yīng)的機(jī)械部件來輸出能量 。在動力外骨骼中可以使用的傳感器種類很多，包括角辨向器、肌電傳感器、地面?zhèn)鞲衅鳌⒓∪鈮毫鞲衅鞯鹊?。同樣，用于輸出的機(jī)械系統(tǒng)也有很多選擇，目前液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)是比較常見的 。
動力外骨骼需要在極短的時(shí)間內(nèi)判斷出使用者的動作意圖，并且給予恰如其分的幫助 。現(xiàn)在最成熟的軍用動力外骨骼采旁仔用肌肉壓力傳感器來收集用戶動作 。當(dāng)人彎曲手肘時(shí)，上臂的肌肉纖維組織會緊靠在一起，從灶啟歲而牽動肌鍵運(yùn)動，直觀表現(xiàn)就是肌肉隆起 。在動力外骨骼與皮膚接觸的肌肉壓力傳感器收集肌肉收緊的強(qiáng)度和方向 ， 從而感應(yīng)到操縱者的動作意圖 。它會把收集得到的數(shù)據(jù)資料傳達(dá)給信息處理器,信息處理器計(jì)算如何移動外骨骼讓使用者用力最小，然后再把指令傳遞到相關(guān)的關(guān)節(jié)，通過關(guān)節(jié)內(nèi)部的液壓機(jī)構(gòu)傳動裝置產(chǎn)生精確的力量，從而做到與人的動作同步 。當(dāng)然，實(shí)際上還是有一點(diǎn)時(shí)滯的，但是時(shí)滯被控制在無法察覺的程度 。在現(xiàn)代信息技術(shù)的幫助下，動力外骨骼以每秒數(shù)千次的速度調(diào)整全身每一個(gè)關(guān)節(jié) ， 讓使用者幾乎察覺不到它的存在 。隱睜
外骨骼對人工智能產(chǎn)業(yè)的影響
文|佘凱文
來源|智能相對論（aixdlun）
在《復(fù)聯(lián)4》中，陪伴我們多年的鋼鐵俠，托尼.史塔克還是在不舍中離我們而去（不.是.劇.透），鋼鐵俠這一形象，曾拯救漫威于將傾，他同樣也是很多人打開科幻世界大門的領(lǐng)路人 。
多少人，特別是男孩，在當(dāng)初看完鋼鐵俠后會幻想什么時(shí)候自己也能擁有這么一套機(jī)甲，時(shí)至今日這個(gè)夢想離我們越來越近 。
外骨骼設(shè)備已在多領(lǐng)域落地
鋼鐵俠的戰(zhàn)甲其實(shí)就是一套外骨骼穿戴式設(shè)備，也可以稱為穿戴式機(jī)器人 ， 這類設(shè)備對于技術(shù)要求很高 ， 需要集人工智能、傳感、移動控制、信息、能源、驅(qū)動系統(tǒng)等等于一體 。
外骨骼機(jī)器人能夠?yàn)榇┐髦峁﹦恿Γ鋺?yīng)用范圍十分廣泛，國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)很多較為成熟的產(chǎn)品 。
在實(shí)際落地中，外骨骼設(shè)備主要分布在兩個(gè)方向，一是增幅型、一是輔助型，前者主要運(yùn)用在軍事及工業(yè)領(lǐng)域 ， 后者則在醫(yī)療領(lǐng)域較為常見 。
外骨骼機(jī)器人的概念最早是來源于軍事領(lǐng)域，2000年左右，美國軍方產(chǎn)生了培育超級士兵的想法，“外骨骼機(jī)器人”在此時(shí)被提出 。
美國軍方期望通過這類外骨骼穿戴式設(shè)備來提高士兵們的單兵能力 ， 由外部機(jī)械進(jìn)行增幅，使其在速度、彈跳、力量等方面獲得提升 。
目前比較有名的軍事外骨骼機(jī)器人有美國雷神公司的XOS以及洛克希德馬丁公司的人類外骨骼負(fù)重系統(tǒng) 。
近幾年，國內(nèi)對于軍事外骨骼機(jī)器人的重視程度也越來也高，例如中國兵器集團(tuán)、中國航天工業(yè)集團(tuán)、中國科學(xué)院自動化研究所等單位都在進(jìn)行這方面技術(shù)的研發(fā) 。
像在電影《流浪地球》中，外骨骼設(shè)備也多次出鏡 ， 例如配備加特林鉛蠢的機(jī)型手臂，還有最后齊心協(xié)力推動“頂針”所使用的增幅手套，都屬于外骨骼設(shè)備 。
在軍事領(lǐng)域外，目前外骨骼設(shè)備運(yùn)用最多的當(dāng)屬醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域 。在該領(lǐng)域外骨骼設(shè)備主要是用在殘障人士及老年人身上 ， 在擁有外骨骼機(jī)器人后，可以幫助恢復(fù)行走能力 ， 或者直接賦予重新站立行走的能力 。
在這方面比較著名的有美國EksoEkso Bionics公司 ， 早在2012年，其設(shè)備就已經(jīng)開始像醫(yī)院和康復(fù)中心提供 。
國內(nèi)方面，近幾年也涌入了一大波公司，包括傅利葉智能、尖叫 科技 、大艾、邁步、程天 科技 等等 。
這些公司相比國外大型公司起步較晚，但目前都已經(jīng)拿到市場融資，說明市閉咐場對于外骨骼機(jī)器人的前景十分認(rèn)可 。
大艾旗下的外骨骼機(jī)器人 ， 于2018年6月成為中國首個(gè)通過CFDA認(rèn)證的下肢外骨骼機(jī)器人 。
特別在國內(nèi)市場 ， 據(jù)國家郵政局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2018年我國快遞業(yè)務(wù)量達(dá)到507.1億件，外骨骼設(shè)備對于相關(guān)從業(yè)人員而言變得十分必要 。
京東在2017年就為旗下員工配備了外骨骼機(jī)器人，雖然京東早已開始部署無人倉儲系統(tǒng)，但仍需要人工來協(xié)助機(jī)器工作 。員工每天彎腰幾千上萬次分揀快遞，長此以往，鐵打的身體也受不了 。
京東的外骨骼機(jī)器人運(yùn)用了壓力傳感器、陀螺儀、無線傳導(dǎo)等技術(shù)和儀器，憑借動力學(xué)原，幫助工人減輕負(fù)重，減少身體損傷，并大幅度提升效率 。借助外骨骼設(shè)備的動力系統(tǒng)，即便是女性員工也能輕松搬運(yùn)15KG的貨物 。
除了以上領(lǐng)域，外骨骼機(jī)器人還在救災(zāi)、搶險(xiǎn)等場景得到廣泛運(yùn)用 。
【外骨骼對人工智能產(chǎn)業(yè)的影響】你與“鋼鐵俠”之間只差450000刀
如果說上面那些設(shè)備看起來與“鋼鐵俠”還有差距，那么接下來這套你應(yīng)該會滿意 。
英國的一家公司Gravity Industries研發(fā)了一套“飛行裝甲”Jet Suit，穿上它你便可以像鋼鐵俠一樣 ， 感受飛行的樂趣 。

這套設(shè)備帶有6 個(gè)迷你飛行引擎，各重22公斤 ， 分別裝上4 個(gè)于雙手臂以及兩個(gè)于小腿或背上，使用鋰電池啟動 ， 之后通過燃燒燃料的方式持續(xù)提供動力，穿戴著通過改變身體方向來控制飛行 。
在飛行高度及速度方面，Jet Suit一定超過了你的預(yù)期，其最高飛行高度可達(dá)將近4000米，而最快時(shí)速接近89公里每小時(shí) 。
2017年 ， Jet Suit還創(chuàng)造了身體控制噴氣發(fā)動機(jī)動力套裝中速度最快的吉尼斯世界紀(jì)錄 ， 并且還入選《時(shí)代》雜志，2018年度代“年度最佳發(fā)明榜單” 。
這套設(shè)備的研發(fā)，其主要目的是為了讓人類重轎激純新思考未來飛行的模式，但目前而言技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足實(shí)際需求，在啟動后每分鐘會消耗4公升的燃料 ， 飛行時(shí)間最多持續(xù)9分鐘 。
好消息是，Jet Suit已經(jīng)在英國的Selfridge百貨公司進(jìn)行出售 ， 其售價(jià)為45萬刀（約300多萬人民幣），并且全球限量9套 。
目前，Gravity Industries正打算推出一個(gè)世界級重力競賽系列 ， 各家憑借自己的飛行裝備進(jìn)行角逐，已經(jīng)在與可能的主辦城市、媒體單位和贊助商就賽事具體運(yùn)行進(jìn)行討論，最快可能會在今年年底 。
說起來，這套設(shè)備其實(shí)并沒有太多實(shí)際功能，只能用來 娛樂，雖然全球限量9套，但我想應(yīng)該還沒賣完，錢多任性的朋友們，不妨可以考慮入手一套，畢竟300萬在北上廣的市中心也只夠買個(gè)廁所，但有了它你可能就是下一個(gè)“鋼鐵俠” 。
外骨骼機(jī)器人在國內(nèi)的商業(yè)化還有難題
雖然強(qiáng)大的功能性和龐大的市場需求，讓外骨骼機(jī)器人已經(jīng)踏上了商業(yè)化的進(jìn)程，但結(jié)果并不如想象中美好 。以醫(yī)療康復(fù)外骨骼設(shè)備為例，三個(gè)方面的問題不解決，市場將無法達(dá)到期望的高度 。
首先，價(jià)格問題是外骨骼機(jī)器人大規(guī)模普及性應(yīng)用的最大絆腳石 。受硬件技術(shù)影響 ， 目前國內(nèi)大部分外骨骼機(jī)器人公司還無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn) ， 這導(dǎo)致了產(chǎn)品價(jià)格高居不下 。
大體上一臺普通國產(chǎn)醫(yī)療外骨骼機(jī)器人的售價(jià)大概在20-50萬左右，雖然相比美國、日本的進(jìn)口產(chǎn)品動輒100萬 ， 甚至200萬一套的價(jià)格要低出很多 ， 但這依然不是普通民眾可以接受的價(jià)格 。
2016年，尖叫 科技 CTO李牧然表示“我們希望三年內(nèi)能達(dá)到一臺大家電的價(jià)格 。”現(xiàn)在3年過去了，但產(chǎn)品價(jià)格基本沒有什么變動 。
在價(jià)格不變的情況下，將設(shè)備納入醫(yī)保范疇，或許可以解決用戶“用不起”的難題，但顯然這不是一時(shí)半會能夠?qū)崿F(xiàn)的 ， 所以產(chǎn)品價(jià)格無法下調(diào)，其商業(yè)化進(jìn)程注定艱難 。
其次，技術(shù)問題理所當(dāng)然也會成為攔路虎 。雖然目前外骨骼機(jī)器人在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用相對成熟，但由于國內(nèi)行業(yè)起步較晚，在技術(shù)方面一度被美、日等國壟斷，并且在上游核心零部件方面也嚴(yán)重依賴國外 。
另一大技術(shù)難題體現(xiàn)在續(xù)航方面，目前外骨骼機(jī)器人還是以蓄電池供電，續(xù)航能力上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到24小時(shí)的使用要求 ， 使用者的活動范圍受到電池的容量和效率極大的限制 。如何提高能源容量或改變現(xiàn)有充電方式，來擴(kuò)大使用者活動范圍及效率成為了關(guān)鍵問題 。
最后 ， 外骨骼機(jī)器人作為一種貼身設(shè)備，被視為人類身體的外延，那么其舒適性也非常重要 。雖然穿戴式外骨骼設(shè)備的研究已經(jīng)比較成熟 ， 但對于民用舒適性還沒有足夠重視 。
對于外骨骼機(jī)器人而言，其在人機(jī)工程學(xué)這一與使用者密切相關(guān)的領(lǐng)域投入得還稍顯不足 。
目前大多數(shù)醫(yī)療康復(fù)外骨骼設(shè)備都是采用的捆綁穿戴，而這種穿戴方式會給人帶來壓迫感，十分不舒服 。在熱濕舒適性和觸覺舒適性方面，其標(biāo)準(zhǔn)也還需要提高 。
因此，這三個(gè)決定性問題無法得到解決，外骨骼機(jī)器人商業(yè)化發(fā)展就難入正軌 。只有當(dāng)解決這些現(xiàn)實(shí)問題，外骨骼機(jī)器人才能在廣闊的市場中，取得高速且持久的發(fā)展 。

外骨骼機(jī)器人技術(shù)對人工智能產(chǎn)業(yè)有著重要的影響 。它可以幫助機(jī)器人更加自主地與環(huán)境交互 ， 這在很大程度上提升了機(jī)器人的智能，從而增陵模加了機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域 。
首先，外骨骼機(jī)器人可以增強(qiáng)機(jī)器人的智能 。它通過與外界環(huán)境的交互 ， 可以使機(jī)器人具備更強(qiáng)的識別能力和行動能力，從而使機(jī)器人更加主動地與環(huán)境交互，提升了機(jī)器人的智能 。其次 ， 外骨骼機(jī)器人可以為機(jī)器人的控制和管理提供支持，這有利于提升機(jī)器人的效率和精度，使其能夠更好地完成設(shè)定的任務(wù) 。
最后 ， 外寬敗骨骼機(jī)器人還可以為其他人工智能技術(shù)提供支持 ， 例如機(jī)器視覺、機(jī)器學(xué)習(xí)等等，使其在機(jī)器人的智能化方面發(fā)揮更大的作用 。總之 ， 外骨骼機(jī)器人技術(shù)在人工智能產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，可以提升機(jī)器人的智慎汪顫能，為其他技術(shù)提供支持，從而促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展 。
以上就是關(guān)于外骨骼機(jī)器人關(guān)節(jié)工作原理是什么？全部的內(nèi)容，如果了解更多相關(guān)內(nèi)容，可以關(guān)注我們，你們的支持是我們更新的動力！

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