​3.2km/h外骨骼助力摘金冬奥展示—2024全球十款AI外骨骼机器人

在2024年Cybathlon（被誉为“半机械人仿生奥运会”）上，一个令人振奋的故事引起了广泛关注。来自韩国的金承焕因交通事故导致下肢瘫痪，但在一款名为WalkON Suit F1的外骨骼辅助机器人帮助下，他不仅重获行走能力，还在比赛中摘得金牌。

这款由韩国科学技术院外骨骼实验室开发的机器人，重量为50公斤，由铝和钛制成，配备12个电子电机驱动系统。它能让使用者以3.2公里/小时的速度行走，完成爬楼梯和侧身滑入长凳等复杂动作。通过先进的传感器系统，WalkON Suit F1每秒可以监测1000个信号，不仅能预测使用者的下一步动作，还能分析周围环境、识别楼梯高度和检测障碍物。

图｜左图和右图分别为金承焕穿戴WalkON Suit F1前和穿戴后

值得一提的是它的自主性能。WalkON Suit F1具备“人形模式”，能够自行移动到轮椅旁，协助使用者穿戴和起身。系统采用精密的串联弹性驱动技术，旨在提供强大助力的同时保持极低的机械阻抗，为使用者带来自然流畅的运动体验。

这项突破性技术来自韩国科学技术院孔庆春教授领导的团队。该团队在外骨骼机器人领域深耕22年，于2014年成立了Angel Robotics公司。他们的产品不仅在2018年平昌冬奥会上亮相，现在更扩展到康复治疗、日常协助、工业安保等多个领域。

这项技术的成功不仅体现在竞赛成绩上，更重要的是为全球约五分之一患有不同程度肌肉无力的人群带来了希望。它展示了科技如何能够切实改善残障人士的生活质量，帮助他们重获独立生活的能力。

外骨骼机器人不是新鲜事物，它们一般利用智能算法、机械和传感器技术，为穿戴者提供体力支持和运动辅助。

传感器如压力传感器、加速度计等监测穿戴者动作，AI算法识别并预测动作意图。动力装置如电机、人工肌肉根据算法计算结果施加力量，辅助穿戴者运动。人机协同控制策略确保动作同步且自然。此外，外骨骼系统配备电池和能量回收机制，部分还具有自适应节能功能，确保长时间高效运行。

接下来，我们来盘点全球10款专注于提升人类运动能力的AI外骨骼机器人，这些机器人通过增强机制，使得人们即便用力较少也能轻松完成搬运、步行等活动，有效减轻过度运动或劳动所造成的伤害。

▍工业与物流领域的得力助手

在工业与物流领域，AI外骨骼机器人以其卓越的性能和实用性，成为了工人们不可或缺的得力助手。

Cray X：智能AI驱动的碳外骨骼

由German Bionic公司制造的Cray X外骨骼，以其第五代的创新技术，为手动搬运环境中的工人提供了支持。据悉，这款外骨骼首次实现了对身体两个区域的辅助，通过轻轻推动腿部，帮助工人移动负载，有效减少了过早疲劳，保持了工人的能量水平。其IP54防水等级确保了设备在潮湿和多尘的工作环境中也能稳定运行，无论是建筑工地、户外仓库还是汽车车间，都能应对自如。

Cray X配备了40V电池平台和全新的能源管理系统，提供了更多的动力支持，并通过热插拔功能显著减少了因电池更换导致的停机时间。智能安全伴侣系统则基于人工智能的人体工程学预警，实时提醒工人不良姿势和不正确的举重方式，有效预防了疲劳、错误和伤害的发生。此外，Cray X还能轻松连接到工业物联网平台和智能工厂生态系统，实现了业务流程的真正集成，为外骨骼的智能化应用提供了可能。

MUSCLE SUIT Every：可穿戴的辅助外骨骼

MUSCLE SUIT Every是一款专为辅助动作设计的机器人套装，它能够举起人或重物，并保持半蹲姿势，极大地减轻了工人的背部负担。这款外骨骼提供了高达25.5kgf的辅助力，而自身重量仅为3.8公斤，使得穿戴者在长时间工作中也能保持轻松和舒适。在日本，MUSCLE SUIT系列已售出超过16000台，广泛应用于护理、农业、制造、物流、建筑工地等多种工作场所。同时，它也非常适合个人客户在家中使用，如护理老人、种植蔬菜、冬季除雪等。

LG suitBot：AI穿戴机器人

LG推出的CLOi SuitBot是首款“以人为中心”的可穿戴机器人，旨在支持和增强用户的腿部力量，提高活动能力。这款外骨骼与SG ROBOTICS合作设计，注重研究可穿机器人如何改善生活质量。CLOi SuitBot具有舒适的贴合性和自然旋转的关节，能够以更自然的方式移动，增强下半身力量。其凉鞋型鞋子和自动调节功能方便穿戴者穿脱，使得用户在使用过程中能够享受到更加便捷和舒适的体验。

CLOi SuitBot不仅能够连接到其他LG服务机器人，成为智能工作网络的一部分，还能通过识别和分析生物识别和环境数据，学习和进化，建议最佳动作和姿势，以实现最大功率效率。在制造、物流和配送等工作现场，CLOi SuitBot提供了所需的信息和工具，极大地提高了工作效率和安全性。

▍户外探险与徒步旅行的智能伙伴

对于热爱户外探险和徒步旅行的朋友们来说，AI外骨骼机器人无疑是一个理想的智能伙伴。它们能够减轻背包重量、扩大活动范围，并简化旅程，让探险变得更加轻松和愉快。

Hypershell：全地形AI外骨骼

Hypershell是一家专注于开发全地形人工智能外骨骼的机器人初创公司。在CES2024上，他们展示了两款新产品：Hypershell GoX和ProX。这两款外骨骼通过提供额外的力量和支持，帮助户外冒险者在高山环境中减轻背包重量、扩大活动范围并简化旅程。它们采用人工智能技术，能够模仿马匹的力量，特别是在高海拔地区，让探险者能够轻松应对各种复杂地形。

Hypershell外骨骼支持多种运动模式，包括跑步模式，在“超级模式”下能够达到最高12英里/小时（约19公里/小时）的速度。同时，它们还能够抵消高达66磅（约30公斤）的重量，如包中的装备。通过一个动力关节和八个被动关节，将高达800瓦（1马力）的电机功率传递到用户的腿部，提供了强劲的动力支持。此外，其便携性和耐候性也使得Hypershell外骨骼成为户外探险者的理想选择。

Dysns：AI辅助轻松徒步、户外运动

Dysns是一款先进的人工智能步行辅助外骨骼设备，在辅助行走技术方面处于领先地位。这款设备通过一个由3D针织材料制成的链扣带固定在用户的腰部和腿部，内置电机能够减轻高达83磅（约37.6公斤）的重量。Dysns使用内置的运动传感器以每秒1000次的频率识别用户的任何姿势，使其能够在复杂的地形中使用。

通过点击加速模式，Dysns设备可以帮助用户以高达16.7英里/小时（约26.9公里/小时）的速度跑步。同时，它使用一块高密度电池，能够支持长达30公里的负载。Dysns的AI技术使其能够适应不同的地形和用户的行走习惯，提供个性化的辅助。设备的设计充分考虑了舒适性和实用性，旨在提高徒步旅行的效率和体验。无论是徒步旅行还是户外活动，Dysns都能为用户提供全方位的支持和保障。

Sportsmate 5：世界上第一款面向消费者的AI外骨骼

由中国公司Enhanced Robotics开发的Sportsmate 5是世界上第一款面向消费者的AI外骨骼设备。这款设备旨在帮助用户提升运动表现，无论是室内还是室外活动都能轻松应对。Sportsmate 5重5.5磅（约2.5公斤），采用碳纤维增强塑料和航空铝合金制造，穿戴在腰部和腿部，大约需要1分钟时间进行穿戴。

Sportsmate 5拥有两个强大的执行器，基于学习用户步态行为的AI算法，帮助用户抬腿和推动身体前进。它可用于徒步旅行、力量训练、普拉提等多种活动场景。同时，Sportsmate 5还提供了辅助模式和阻力模式，分别适用于上楼、爬山和下楼、下坡等场景，提供了高达18Nm的辅助扭矩和高达10Nm的阻力扭矩。健身模式则有助于快速燃烧卡路里和增强肌肉力量。内置3000mAh电池可持续使用约三个小时，满足了用户长时间运动的需求。

▍医疗康复与健康管理的智能解决方案

在医疗康复和健康管理领域，AI外骨骼机器人同样发挥着重要作用。它们通过提供个性化的康复训练和健康管理方案，帮助患者恢复行动能力、提高生活质量。

三星Bot Fit：解决老年步行困难的智能助手

三星推出的首款可穿戴机器人Bot Fit标志着公司正式进入全球医疗保健机器人领域。这款机器人旨在通过人工智能和机器人技术最大化步行效果，特别适合健身爱好者和有步行问题的老年用户。用户可以选择不同的运动强度，AI会根据用户的表现优化强度锻炼项目。Bot Fit分为力量步行、间歇步行、速度步行和休闲步行四类，满足了不同用户的需求。

此前市场预计Bot Fit将主要帮助有步行问题的老年用户，但最新的信息显示，它也被设计为增强平地上步行锻炼的效果。Bot Fit的售价相对亲民，略低于市场上其他同类产品，使得更多用户能够享受到智能康复带来的便利和舒适。

Mark-1：3D打印的AI外骨骼

Somanity公司开发了一款集成人工智能的3D打印外骨骼Mark-1，旨在以经济实惠的价格帮助残疾人恢复行动能力。这款外骨骼具有人体工学设计和先进功能，为受各种医疗状况影响的个人提供了重新获得更大的活动能力和独立性的机会。Mark-1外骨骼以其卓越的灵活性而脱颖而出，可以轻松适应用户的个性化需求，并为身体运动提供精确和适应性的帮助。

Somanity利用3D打印技术实现了经济实惠和可持续发展，通过连续打印和细化零件直至最佳创建，节省了工程成本和时间。Mark-1外骨骼旨在帮助失去站立、行走或爬楼梯能力的人重新获得自由行动的能力，提高他们的生活质量。未来，这款外骨骼将可供医院、诊所和康复中心使用，并通过医疗设备零售商进行分销。

Hurotics的H-Flex：轻量级外骨骼技术实现家庭康复

Hurotics的H-Flex是一款创新的轻量级外骨骼产品，旨在帮助患者在家中进行康复锻炼。这款外骨骼通过人造肌肉和内置的AI技术，提供了一种无需专家操作的康复解决方案，有望改善康复过程的便捷性和可及性。H-Flex设计轻巧、成本效益高且易于使用，不需要医学专家操作，患者或家属可以自行使用。

H-Flex可以完美适配患者身体，即使需求不对称（如左右两侧长度或力量不同），人造肌肉长度也可配置。电机箱内的传感器监控张力，并在需要时以精确的力量触发电机。背后的算法是本地运行的AI，使用既定数据和动作捕捉数据训练而成。H-Flex与首尔大学医院等医疗机构合作，致力于提高康复效果和患者满意度。未来，Hurotics计划寻求FDA批准以在美国市场销售，并拓展与其他机构的合作。

北卡罗来纳州立大学AI机械外骨骼：辅助行走的突破性技术

卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员开发了一种突破性的人工智能外骨骼，旨在改变行动不便者的生活。这款外骨骼通过减轻用户的运动负担，显著提高了运动表现和日常活动的能力。它利用数字孪生模拟技术使人类和机器能够共同学习和适应，并采用数据驱动和物理信息强化学习确保外骨骼智能且直观。

外骨骼在步行、跑步和爬楼梯等活动中提供协同帮助，适应用户独特的运动模式。实验结果显示，该外骨骼在减少代谢成本方面表现优异，步行降低24.3%、跑步降低13.1%、爬楼梯降低15.4%。目前外骨骼的价格较高，但研究人员计划通过高效的模拟学习框架显著降低研发成本和时间，从而推动外骨骼技术的普及和商业化进程。

▍AI外骨骼技术的发展展望

外骨骼技术正从简单的力学辅助工具向智能化的人机协同系统转变。通过持续收集和分析用户运动数据，AI外骨骼不断优化其控制算法，在提升使用体验的同时，也为人形机器人的运动控制研究提供了重要参考。

未来发展将围绕三个关键方向：材料科学上推进碳纤维等轻量化材料的应用，动力系统方面开发更高效的驱动装置，以及在智能控制层面实现更精确的个性化适配。这些进步将确保外骨骼成为人体能力的自然延伸，而不会造成额外负担。

随着技术日益成熟，AI外骨骼将在工业生产、运动辅助和医疗康复等领域发挥更大作用，不仅能提升工作效率和生活品质，更能帮助残障人士重获独立生活的能力，展现科技造福人类的深远意义。