可穿戴式機器人WearableRobot作者：李澤翔可穿戴式機器人—電影中的場景很早就有科幻小說提及穿戴在人體外表、具備動力的特殊裝甲，借以提高人類的戰斗力，這樣的裝備即被稱作可穿戴機器人。《阿凡達》中的機器人

科技可穿戴式機器人WearableRobot《阿凡達》中的重型裝甲外骨骼機器人可穿戴式機器人—電影中的場景《鋼鐵俠》中的可穿戴式機器人WearableRobot可穿戴式機器人—基本信息1概念是指套在人體外面的機器人，也稱“外骨骼機器人”。2技術傳感、控制、信息、融合、移動計算3作用為作為操作者的人提供一種可穿戴的機械機構的綜合技術。4研制方面在研制方面主要美國和日本頗見成效WearableRobot可穿戴式機器人—簡介出現可穿戴式機器人是從軍事領域需求中發展而來作用幫助人攜帶更多負載的機器人，以至于完成各種工作WearableRobot可穿戴式機器人—分類軍事領域士兵佩戴可穿戴機器人后，將成為一名超級士兵，擁有無窮的力量，可攜載更多的武器裝備，火力威力增強，防護水平提高，同時可克服任何障礙，高速前進，不會產生疲勞感。以至于提高戰斗力醫療領域主要是協助殘障人士。如獨立行走，以及生活中的簡單動作生活工業領域

如救援方面，工業運輸方面WearableRobot可穿戴式機器人美國五角大樓認為，未來士兵應當全面實現機械化和自動機器人

化，并責成國防高級研究計劃局

負責，撥款5000萬美元從事這

一領域內可穿戴機器人項目的研

究。WearableRobot

1978年麻省理工學院研制的外骨骼機器人項目可穿戴式機器人結構材料必須使用堅固，輕型且有彈性的材料。這種材料必須能夠保護穿戴者，以大幅度減少傷亡輕巧的能源攜帶的能源必須能夠維持24小時的工作，且輕巧完全無聲控制與動作能夠同步跟隨使用者的動作，加強使用者的力量并模仿各種動作如跳躍跑動等液壓元件動作必須流暢、高效且完全無聲WearableRobot美國發布的可穿戴機器人計劃的研制招標書可穿戴式機器人—美國“外骨骼增強人類體能表現”（ExoskeletonforHumanPerformanceAugment）計劃橡樹嶺國家實驗室（OakRidgeNationalLaboratory）加州大學伯克利分校薩克斯（Sarcos）公司。2005年，薩克斯公司的全身式外骨骼機器人脫穎而出。從2006年起，薩克斯公司開始獨挑大梁研制美國軍用外骨骼機器人，2007年，該公司被雷聲公司收購。2008年4月28日，雷聲公司宣稱薩克斯公司的外骨骼機器人XOS已獲得顯著成功，但仍在繼續改進，2009年美軍開始測試經過改進的型號。WearableRobot可穿戴式機器人WearableRobot

可穿戴機器人可顯著增強士兵的負重能力

可穿戴機器人可增強士兵的持續行進能力可穿戴式機器人—主要問題最困難的是能源問題在最初研制階段，伯克利分校采取的是利用人體行走動作充電的方案。“伯克利下肢末端外骨骼”（BLEEX）機器人只到士兵腰部附近，負載就掛在腰際附近的支架上，最大負載可達45kg，電源可維持20小時。在最大負載時，使用者的氧氣消耗量比自力負擔同樣質量要少15%。伯克利分校推出的第二代BLEEX在零部件微型化方面很有成效，所有的電子線路和許多機械部件都容納在金屬管內。但由于發電裝置影響到行走步態，所以使用者消耗的能量反而較多。WearableRobot人做出的動作力傳感器中控電腦液壓元件移動活塞線纜動作可穿戴式機器人—XOS（美國）薩克斯公司暫時擱置能源問題。先解決全身式外骨骼的控制、快速反應以及流暢動作等問題。只要有能源，XOS就可以讓使用者輕松地連續500次舉起、放下90kg的杠鈴。鑒于美軍的目標是舉起180kg的物品，還有跑、跳等能力，所以XOS仍在改進之中。XOS的控制原理類似線性傳導控制。XOS在特定的地方設置了“力傳感器”。XOS工作原理類似于飛機的線性傳導控制。WearableRobot可穿戴式機器人—XOS（美國）XOS堪比“鋼鐵俠”WearableRobot可穿戴式機器人—HAL（日本）筑波大學的山海嘉之教授創立的Cyberdyne公司研制出混合助力肢體（HAL）外骨骼機器人。第五代產品HAL-5在2005年亮相愛知世界博覽會并引起廣泛關注，并被美國《時代》雜志評為2005年最佳發明。HAL-5自身質量21kg，可以自我支撐，所以使用者穿上它之后不會感覺有負擔。由掛在腰際的鋰電池提供能源的HAL-5至少可以幫助使用者增加40kg的抬起或舉起能力。完成HAL-5“人機默契”訓練通常需要30分鐘。WearableRobot可穿戴式機器人—HAL（日本）HAL-5控制系統不使用力傳感器，而是使用貼附在人體皮膚上的電極檢測微弱的生物電流來判斷使用者想要出力的方式。記憶并模仿使用者的動作特點，例如某一條腿比較無力，這樣可以更密切地配合使用者，也可以解決某些人生物電流較弱的問題WearableRobot可穿戴式機器人—HAL（日本）HAL-5于2008年10

月開始生產，

年產量500套但日本目前還沒有傳出研制軍用外骨骼機器人的消息。WearableRobot其它類型的可穿戴式機器人1.救援機器人T52Enryu

T52Enryu是機器人家族的一個大塊頭，重量近5噸，身高達到3米。它非常強勁，可以幫助救援人員清理路面上的碎片。T52Enryu可以在任何災害的救援工作中派上用場，例如地震。它靠液壓驅動，也被稱之為“超級救援機器人”，能夠舉起重量近1噸的重物，機械臂則可以完成所有類型的動作。T52Enryu由日本公司Tmsuk于1994年3月設計，而后在長岡技術科學大學接受測試。測試中，它成功從雪堆上舉起一輛汽車。WearableRobot其它類型的可穿戴式機器人2.松下充氣式外骨骼松下充氣式外骨骼在設計上用于幫助癱瘓患者。它的肘部和腕部裝有傳感器，允許手臂控制8塊人造肌肉。人造肌肉內裝有壓縮空氣，用于擠壓癱瘓部位。WearableRobot其它類型的可穿戴式機器人3.伯克利·布里克外骨骼伯克利·布里克外骨骼由美國國防高級研究計劃局(DARPA)設計，致力于幫助士兵、營救人員、野火消防員以及其他所有應急人員的Bleex計劃為設計提供資金支持。設計伯克利·布里克外骨骼的目的就是幫助這些人員輕松攜帶各種裝備。WearableRobot其它類型的可穿戴式機器人4.機甲外骨骼機甲外骨骼是科幻小說中經常出現的機甲的一種復制品，高度達到18英尺（約合5.48米），由美國阿拉斯加州的工程師卡洛斯·歐文斯發明。機甲外骨骼實際上是一種步行機，由里面的駕駛員操控。它的外形與人類似，正如科幻小說中所描述的那樣，它也擁有一身好拳腳和劍術。WearableRobot其它類型的可穿戴式機器人5.Stelarc外骨骼Stelarc外骨骼是一款肌肉機器人，外形與蜘蛛人類似，長有6條腿，直徑達到5米。它是一種混合人機，充氣和放氣之后便可膨脹和收縮，與其他外骨骼相比具有更高的靈活性。使用時，操作人員需站在中間，控制機器朝著面部方向移動。Stelarc外骨骼由流體肌肉傳動裝置驅動，裝有大量傳感器。WearableRobot其它類型的可穿戴式機器人6.腦控外骨骼系統這種外骨骼能夠實現骨骼、肌肉與神經系統之間的交互作用。所有骨骼和肌肉都由大腦直接控制。腦控外骨骼系統由美國密歇根州大學的神經力學試驗室設計。WearableRobot其它類型的可穿戴式機器人7.Springwalker外骨骼Springwalker外骨骼能夠像所有動物一樣奔跑跳躍。借助于這種外骨骼，佩戴者的奔跑速度最快可達到每小時35英里（約合56公里），跳躍高度可達到5英尺（約合1.52米）。CompanyLogo其它類型的可穿戴式機器人8.被謀殺教授步行輔助設備這款步行輔助設備用于幫助少肌癥患者恢復身體機能。少肌癥可導致患者骨骼肌流失。之所以起“被謀殺教授”這個名字是因為這款步行輔助設備由美國弗吉尼亞理工大學被人槍殺的凱文·格拉納塔教授研制。格拉納塔早已經離開人世，但他研制的步行輔助外骨骼卻仍在幫助著很多患者。Wearabl