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2016-04-13

在外骨骼科技领域中,全球领先的公司有哪些?

4 月 8 日是总部在杭州的海康威视董事会,利用参加董事会去杭州的行程,我顺便参观了两家杭州公司。第一家叫做尖叫科技,主要是做外骨骼的产品。

尖叫科技的两位创始人,CEO 李响过去是做穿戴式产品的,另一位 CTO 李牧然,大家都叫他小齐,过去是做手机的研发,对通信产品比较熟悉。

两位好友决定创业,2014 年成立公司在杭州,在悬浮自拍飞行、手环、空气洁净器、外骨骼四个领域做调研。他们最终决定追求梦想挑战困难,选择了跨多领域和专业的外骨骼助动机器人。

在外骨骼部分领先全球的是美国、日本、以色列三个国家。为了对外骨骼比较不熟悉的朋友,我从网上整理介绍美国 Ekso,日本 Cyberdyne 和以色列 ReWalk 三家公司及产品介绍以供参考。

美国 Ekso Bionics

位于美国加州 Richmond 的 Ekso Bionics 公司始建于加州大学柏克莱分校,一直在机器人外骨骼领域开拓,来增强人的体力、耐力和机动性。他们的仿生套装,使下肢瘫痪的个人站起来,并借由重量支撑及其四点相互补偿的步伐在地面行走。行走的达成是通过用户向前的重量移动来启动步行,电池供电的马达驱动双腿并代替神经肌肉的功能。

Ekso Bionics 于今年 4 月 5 日宣布,其已获得美国食品及药物管理局 (FDA) 许可,批准其 Ekso GT 机器人外骨骼用于治疗中风偏瘫患者、T4 至 L5 脊髓损伤患者,T3 至 C7(亚洲为 D )脊髓损伤患者,具体情况视设备标签而定。Ekso GT 为首个获 FDA 批准用于中风患者的外骨骼。迄今为止,Ekso 已帮助全球超过 115 间康复机构的患者,令患者步行超过 4100 万步。

据微信公众号「智慧界」介绍,由 Ekso Bionics 公司发明的这款名为 Ekso Works 套装,看起来十分简洁。这身装备虽然重达18公斤的,但穿戴后让人觉得重量全无,还带给你超级力量。值得一提的是,这份力量完全靠精巧的机械结构,无需任何电池动力。

这款外骨骼的原理是通过两个传统的背包肩带一样的东西进一步连接使用者的躯体,使设备不会剥离下来,上背部区域的一个柱状支撑杆可以吸收一定的重量,从而降低用户自身所承受的重量。

Ekso Works 套装将在 2016 年正式投入市场,并希望在几年之内,让这款套装和其他主要建筑公司带到工地上的大型工具一样成为普遍存在的设备。分析师认为这款设备的价格预估在 1 万 2 千美元(约新台币 37 万元)左右。

日本 Cyberdyne

日本 Cyberdyne 公司的创立者——筑波大学(University of Tsukuba)山海嘉之(Yoshiyuki Sankai)教授,花费二十多年所研发的外骨骼动力服 HAL (Hybrid Assistive Limb),目前已经进入第五代,当初它的设计主要是针对照顾病患的看护及医院护理人员,增进他们的力量,以减轻照顾病人的负担;另一方面,就是希望针对行动困难的人提供帮助。因此 HAL 主要被用来辅助日常活动,如从椅子上站起、行走、上下楼梯以及抬重物等动作。在未来,希望 HAL 可以支援工厂内较吃重的工作,或是在灾难现场协助救援工作的进行。

第五代的 HAL-5 本身重 23 公斤,能增加使用者 10 倍的力量;利用充电电池产生动能,在充满电的状况下可连续使用 2 小时 40 分钟。HAL 外骨骼动力服的控制系统有 2 种,一种是利用肌电讯号作侦测的「意志控制系统」(Cybernic Voluntary Control System),另一种则是机器人「自动控制系统」(Robotic Autonomous Control System);HAL 是目前世界上第一个同时采用混合控制系统(Hybrid Control System)的「外骨骼」动力辅助装置。

以色列 ReWalk 

以色列 ReWalk 公司的创始人阿米彻·高菲尔博士(Amit Goffer), 1997 年他因越野车意外,引致四肢瘫痪 ,亲身经历激发出创作灵感。2001年成立 ReWalk 的前身 Argo 医疗科技公司,由以色列小型的 Startup 起家。十年内,发展为国际企业,美国、德国和以色列均有其总公司及分行。去年为了筹集 5 千万美元资金,短短三十日内已在纳斯达克证券交易市场上,获二亿美元股值。

ReWalk 是一款提供脊髓损伤患者双下肢穿戴活动之动力外骨骼,支撑范围包括双下肢到躯干的下半部,于双边髋膝关节装置动力提供髋膝关节活动,再搭配双手前臂拐来配合外骨骼的活动,用以控制各类动作过程中的平衡稳定。透过穿戴式支撑装置、电脑控制系统以及动态感应器,可模拟出如同常人走动的腿部移动模式。下肢的整个外骨骼装置及电动关节就像钢铁人的脚带动患者的大腿及小腿,可作出交替的自然行走动作。

透过手戴式通报器,可以让使用者选择坐到站、站到走、走到停、站到坐等模式。根据最新的 ReWalk 个人版 6.0,立可走机器人脚行走速度高达每小时 2.6 公里。ReWalk 机器人脚总重量约 23.3 公斤(内含电脑控制系统的背包重约 2.3 公斤、机器人脚穿戴式支撑装置约 21 公斤)。

关于尖叫科技

尖叫科技于 2015 年 2 月启动外骨骼开发项目, 2015 年 4 月就利用结构件做出原型机 1 号。以后几乎每两、三个月就出现一个新的原型机。在原型机 1 号的基础上加上传感器和电机,2015 年 8 月就出现了原型机 2 号。持续优化结构、传感器和电机, 2015 年 10 月出了原型机 3 号。然后用液压取代电机,他们做了原型机 4 号。

尖叫科技的外骨骼机器人,主要分成五个部分:能源模块,运算中心,动力模块,支撑结构,传感器群。接下来的工作室,定制电机微型化,电池扁平化,优化步伐,改良外观设计。他们的目标是在 2016 年底,第一代产品交付量产出货。

有趣的是,在和他们的研发人员交谈过程当中,发现他们经过关系,千方百计取得了 Harmonic Drive 产品目录和一个 HD 与松下合作开发的产品。这个产品的特色是将减速机和 AC 伺服马达整合在一起,并且中空部分可以走电线电缆,空气管道和 Laser Beam,不但体积很小,而且重量只有 1.2 公斤。

当他们知道我刚刚拜访过 HD,而且有可能为他们从日本原产取得产品和工程支持时,他们异常兴奋。

当天拜访时,巧遇顺为资本的段誉和孟醒。段誉也是我们 T&F 群里的小伙伴之一。因此,临走前全体合影,为将来的合作留下一个见证。


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张伶俐 2016-04-14 11:42

好棒好棒!能帮助到很多人,比如年纪大了腿脚有毛病的情况就会很受益

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外骨骼是最有前途的机器人应用

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