一、行业概况

1、外骨骼机器人:可穿戴智能装备,助力人类运动

外骨骼机器人是一种可穿戴的智能机械装置,其设计灵感源于生物学中昆虫的外骨骼结构,通过电机、传感器、控制系统等技术协作,为人类提供类似于昆虫和壳类动物外骨骼的力量支撑,增强或恢复人体的运动能力。从下游场景上看,外骨骼机器人主要应用于军事(增强士兵负重能力,提升作战效率)、工业(物流、汽车制造等领域减轻工人劳动强度)、医疗(康复训练、辅助行动障碍患者)、民用(老年人助行、户外运动)等领域。

外骨骼机器人有多种分类方式,按照结构(与人体耦合的部位)可以分为上肢外骨骼机器人、下肢外骨骼机器人和全身外骨骼机器人三类。按照驱动方式,可以分为液压驱动、气压驱动、电机驱动和混合驱动等外骨骼机器人。按照驱动关节可以分为单关节外骨骼机器人和多关节(两个及两个以上驱动关节)外骨骼机器人。

2、驱动系统、传感器系统、控制系统协同实现人机交互

外骨骼机器人通过驱动系统、传感器系统和控制系统的深度协同实现人机交互。驱动系统作为外骨骼的核心动力单元,正朝着高集成化、高响应性的方向发展,主流方案采用电机驱动与精密传动机构的组合,在保证输出性能的同时实现与人体运动的自然匹配。传感器系统构建了多维感知网络,通过生物电信号检测、惯性测量和力学反馈等多模态数据融合,为运动意图识别提供实时输入。控制系统作为智能中枢,采用自适应算法实现人机协同,通过动态参数调整确保运动流畅性,部分先进产品已具备环境适应和异常步态补偿能力,推动外骨骼从机械助力向智能辅助演进。当前技术发展重点在于提升系统的整体协调性,在保证安全可靠的前提下优化人机交互体验。

3、外骨骼机器人商业应用不断扩展

外骨骼机器人商业化早期主要应用于医疗康复和军工,后续拓展至工业和民用领域。外骨骼机器人早期在军用领域有深度的应用。外骨骼机器人起源于上世纪的军用领域,美国军方率先展开研究,目的是提升士兵的作战能力。2000 年美国国防高级研究计划局制定“增强人体机能的外骨骼”项目计划,正式将动力外骨骼的研发纳入军队未来装备发展重点方向。

典外骨骼机器人在康复医疗领域有重要应用。下肢外骨骼机器人能够替代康复医师来完成对病人的康复训练,并且对于外骨骼机器人的步态规划可以根据不同病人的具体情况进行不同设定,以求对病人的康复治疗达到最好的治疗效果。在利用外骨骼机器人对病人进行康复训练的同时,利用外骨骼机器人的传感器对病人的肌电信号,步态轨迹,生物力学等相关数据进行采集与分析,可以对病人的病情进行更加精确的分析,加深对于下肢疾病患者的病理性分析与相应诊疗方案。外骨骼机器人向工业和民用消费领域拓展。以汽车工业为例,目前的末端汽车总装线工位依旧无法被自动化设备所取代,这些工位作业对工人的肩部和腰部骨骼关节带来极大损伤,外骨骼机器人可以大幅度增强人类的上肢力量、降低劳动强度、提高整体作业效率。

二、市场现状

1、技术进步驱动市场持续发展

探索和实践(1960-1980):外骨骼机器人最早的研究始于上世纪六十年代,美国通用电气研制出采用液压驱动全身动力外骨骼,引领第一波研发热潮,最早的外骨骼实验室样机以军用为主,而后各国科研机构继续开展医疗康复等用途外骨骼。 平缓发展(1980-2000):外骨骼机器人逐步走出实验室,企业和科研团队双向推进外骨骼机器人的研发与市场化,但受制于当时控制技术、关键零部件可靠性等诸多因素,价格高昂且难以普及。技术突破性进展(2000 年至今):经过 40 年发展,计算机、控制和驱动技术的进步推动外骨骼机器人进入爆发期。美国 2000 年启动 EHPA 计划后,EksoLabs、Rewalk 等企业引领行业发展。我国虽起步较晚,但通过高校和科研院所的系统研发,下肢外骨骼技术已接近国际水平。

目前,外骨骼研究主要致力于人机交互,AI 算法、材料革新等领域持续优化,以实现更广阔的应用场景和量产以及成本降低,我国已经有多家外骨骼机器人相关企业实现多轮融资,多家上市公司开始布局外骨骼业务。未来,外骨骼机器人有望在老龄化社会护理、智能制造及消费级运动助力等领域实现更广泛渗透。


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2、利好政策不断,多地已将外骨骼纳入医保

近年来,国务院、工信部、发改委等多部门陆续发布了多项政策,内容主要集中在医疗康复外骨骼机器人领域。2016 年,国务院发布《国务院关于加快发展 康复辅助器具产业的若干意见》,提出要支持外骨骼机器人、照护和康复机器人等产品的研发,形成一批高智能、高科技、高品质的康复辅助器具产品。2021 年底,国务院发布《“十四五”国家老龄事业发展和养老服务体系规划》,提出针对老年人康复训练、行为辅助、健康理疗和安全监护等需求,要加大智能假肢、机器人等产品应用力度。2023 年,工信部等十七部门联合印发《“机器人+”应用行动 实施方案》,提出要积极推动外骨骼机器人、养老护理机器人等在养老服务场景的应用验证。地方政府积极响应,目前北京、江苏、河北等十一省市已将外骨骼治疗纳入医保,患者支付成本可降低 60% 以上。

3、国内外企业加速布局

目前这个行业医疗端占主体,tob 端为主,C 端为辅。国外以以色列的 ReWalk Robotics,医疗外骨骼全球市占率超 30%,于 2014 年 6 月获美国 FDA 批准上市;国内伟思医疗、傅利叶、大艾等处于引领地位。

4、外骨骼机器人正走向消费级市场

据 36 氪和 IT 之家等媒体报道,2024 年 8 月户外装备巨头始祖鸟联合谷歌 X 实验室衍生公司Skip 推出了一款名为 Mo/Go™的动力外骨骼裤。这件装备在膝盖处内置轻量级电动机,动力模块隐藏在登山裤下的碳纤维支架上,支架固定在登山者身上;可以让使用者感觉减重 14 公斤,助力程度会根据使用者步态和腿部动作实时调整,也可手动调节;其中采用了可充电电池,最大助力模式下续航时间可达3 小时;裤子、动力模块和电池合计重约 3 公斤。

之前,外骨骼技术的报道多见于一些重要场合和助残领域。例如,2024 年 7 月23 日,法国人KevinPiette 身着特殊装置成为法国巴黎奥运会火炬手。他曾是网球运动员,11 年前因事故截瘫;穿戴的是法国工程公司 Wandercraft 的 AtalanteX;装置同样由电池供电,内置了 12 个驱动器,控制12 个关节(包括臀部 6 个、脚踝 4 个、膝盖 2 个)。

三、市场商业进程

2025 年,外骨骼机器人产品自身性价比提升,登山辅助场景租赁模式的兴起,以及各初创企业融资加速,有望助力 2025 年外骨骼机器人企业量产加速,2025 年有望成为消费场景应用爆发元年。在产品端,AI 技术的进步提升了外骨骼机器人的智能化水平,外骨骼机器人可以更加精准的判断人类行走意图,计算所需的关节力矩,并通过驱动器精确地提供辅助动力。而且,碳纤维、铝合金等材料的应用也助力外骨骼进一步轻量化,既提高了舒适性,也提高了续航能力。

此外,机器人供应链的逐渐成熟以及新型复合材料的使用也降低了生产成本和产品价格,提升了外骨骼机器人的性价比。应用场景端,登山辅助应用场景租赁模式兴起,配套服务较为完善。今年五一,黄山、泰山、华山、庐山等景区均推出外骨骼机器人辅助爬山服务。例如,泰山景区在红门、中天门和南天门设立了3 个租赁点,并在外骨骼机器人中增加了紧急呼救、景点讲解等功能,配套服务已较为完善。企业端,2025 年外骨骼机器人初创企业融资加速,有望进一步助力企业拓展产品线,以及核心技术升级提升。

1、产品端:技术突破带来性能提升和成本下降

(1)智能化水平提升

控制系统的智能化水平决定了外骨骼机器人的性能。控制系统是外骨骼机器人主要的信息处理单元,把传感器传输过来的信息进行处理分析,发送指令给驱动系统来控制外骨骼机器人运动。在不穿戴外骨骼的情况下,人体正常是通过中枢神经系统接收来自生理传感器的感觉信息。而外骨骼机器人的控制系统现在要扮演人体的中枢神经系统的角色,在精准的分析人体运动数据的前提下,向驱动系统下达符合个体运动习惯的指令。

当下,人工智能技术的进步显著提升了外骨骼机器人的感知和执行能力。伴随AI 算法的不断优化,外骨骼的智能化水平越来越高,能够通过人细小的动作变化准确判断行走意图,并随时进行辅助调整控制。在康复医疗中,外骨骼机器人还可以结合脑机接口技术,通过脑电波识别用户的动作意图,并具有反馈修正系统以确保准确执行。 

(2)轻量化

碳纤维、铝合金等材料的应用也助力外骨骼机器人进一步轻量化,既提高了舒适性,也提高了续航能力。碳纤维材料属于非金属材料,近年来制备技术逐渐成熟并开始在一些工业制造中替代钢铁等传统金属材料。相比金属材料,碳纤维材料密度只有金属的四分之一,同样大小质量更轻,而且强度、耐腐蚀性、环境适应性更好,广泛应用于航空航天、人形机器人、汽车交通、医疗器材等领域。

(3)成本下降

从供应链上看,外骨骼机器人的传感系统、控制系统、驱动系统和人形机器人拥有共同的零部件,例如电机、减速器、传感器等等。随着人形机器人产业链的逐步成熟,外骨骼机器人企业有了更多的零部件供应商选择,供应商之间的竞争也有助于降低零部件价格。同时,产业链的完善还促进了技术交流和协同创新,进一步推动成本下降。 从原材料选择方面,新型复合材料的使用,在保证性能的前提下也降低了成本。

2、场景端:登山辅助场景租赁模式兴起,配套服务完善

2025 年,外骨骼机器人租赁模式在国内各大景区逐渐兴起。对风景区来说,外骨骼机器人一方面可以辅助游客登山,另一方面也可以提供给景区员工,帮助员工减轻每天上下山的负担。2025 年初至今,推出外骨骼机器人辅助登山的景区不断增加。 2025 年春节期间,游客在山东泰山和广州白云山景区体验外骨骼机器人助力爬山的视频,在抖音等平台上成功出圈。到了 2025 年五一假期,向游客开放外骨骼机器人辅助爬山的景区显著增加,黄山、泰山、华山、庐山、武功山、峨眉山、长城等景区,游客均可体验到外骨骼助力机器人。

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来源:报告研究所
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