外骨骼机器人是一种可穿戴的机械结构，也被称为“可穿戴机器人”，它融合了动力控制、传感、信息、移动计算等技术，对使用者的肢体动作进行辅助或增强，在多个领域有着广泛的应用前景。以下是对外骨骼机器人的详细介绍：
一、分类
按功能分类：
增强型外骨骼机器人：可帮助使用者增强肌肉能力、减轻负荷，多应用于军事及工业领域。
康复型外骨骼机器人：可辅助肢体运动障碍患者进行康复训练，多应用于医疗康复领域。
按能源利用方式分类：
无源/被动外骨骼机器人：不需要外部供能，通过机械结构将重量引导到地面，利用地面支撑降低人负重时候的负荷，起到减负和减少能量消耗的作用。
有源/主动外骨骼机器人：需要外部供能来驱动机器人运动。
二、工作原理
外骨骼的运作依赖于“感知-决策-执行”的闭环系统：
感知：通过肌电信号或运动学数据判断用户意图（如站立、行走），例如EMG信号可提前200ms预测动作。
决策：建立人体-外骨骼耦合模型，计算关节力矩需求与能量分配。
执行：驱动器根据算法指令输出精准力矩，与人体肌肉协同完成动作，降低代谢消耗（实验表明可减少20%~30%步行能耗）。
三、应用领域
医疗康复领域：
辅助肢体运动障碍患者（如脊髓损伤、中风患者）进行康复训练，帮助他们形成科学的站立、行走姿势，促进肌肉力量增长和中枢神经恢复。
为老年人、运动功能部分丧失的病人提供日常活动辅助，如帮助他们行走、上下楼梯等。
工业领域：
提升工人负重能力与作业效率，如物流搬运、制造业等场景。
降低工伤风险，减少职业病的发生。
军事领域：
增强士兵机动性、防护性与武器负载能力。
提升士兵在复杂地形中的作战能力。
消费服务领域：
辅助老年人日常活动或运动爱好者体能训练。
在旅游、登山等场景中提供助力。
四、技术挑战与发展趋势
技术挑战：
人机交互自然性：复杂地形（如上下楼梯）下的动态平衡控制仍依赖预编程算法。
能源效率：高功率驱动器导致续航不足（多数产品续航<4小时）。
成本高昂：医疗外骨骼单价超7万美元，制约普及率。
标准化缺失：不同厂商数据接口与控制协议不兼容。
伦理与法规：军事外骨骼可能引发“增强人类”伦理争议，需国际公约约束。
发展趋势：
轻量化：采用轻量化材料（如碳纤维、钛合金）与仿生关节设计，平衡强度与灵活性。
柔性化：基于介电弹性体（DEA）的软体外骨骼，提升穿戴舒适性。
智能化：通过AI技术实现更精准的意图识别、自主决策和与外部环境的交互能力。
消费级产品下沉：开发轻量化助老外骨骼（目标价格<5000美元），满足更广泛的市场需求。
租赁模式创新：工业场景按使用时长收费，降低企业初始投入。
政策支持：将医疗外骨骼纳入医保报销范围，推动其普及和应用。
