外骨骼機器人通過幫助無法行走的人重獲行走能力,實現(xiàn)了醫(yī)療行業(yè)的變革,它們還可以協(xié)助人們移動和舉起物體,減少了工傷的發(fā)生。亞洲的兩個國家引領著外骨骼機器人的發(fā)展,分別是:中國和日本。這兩個國家的外骨骼機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展如何?亞洲兩大經(jīng)濟體的技術區(qū)別是什么?
外骨骼機器人市場仍然受到高成本的困擾,這阻礙了它們進入消費市場。然而,由于外骨骼機器人由原型階段進入了量產(chǎn)階段,吸收利用了研究和開發(fā)成本,它們的成本正在緩慢下降。此舉背后是希望讓更多的人可以使用外骨骼機器人。
預計到2026年,全球外骨骼機器人產(chǎn)業(yè)將達到66.5億美元。在此背景下,中國和日本都在高速發(fā)展的外骨骼機器人上投入巨資,兩國也都注重外骨骼機器人在協(xié)助傷員或殘疾人方面的能力,以及協(xié)助老年職工工作更長時間的能力。
行業(yè)消息:
中國和日本認為外骨骼機器人在防止工傷以及協(xié)助老年職工工作更長時間上極為關鍵。
在成本下降和消費品供應擴大的共同推動下,外骨骼機器人市場將在未來十年內(nèi)迅速發(fā)展。
在日本,外骨骼已經(jīng)被保險公司納入投保范圍,這一跡象表明外骨骼機器人可能會有更廣泛的醫(yī)療用途。
日本的醫(yī)療外骨骼機器人
中國和日本的外骨骼機器人都是為解決醫(yī)療保健和工業(yè)難題而設計的——尤其是為了幫助老年人和老年職工,日本多年來一直引領著外骨骼機器人的進步。
賽百達因公司(CyberdyneCorp.)是日本外骨骼機器人領域的領導者,2004年,該公司推出了第一款外骨骼機器人:“HAL-3”(HAL代表“混合輔助腿”),它旨在幫助下肢有問題的人。自此,Cyberdyne已經(jīng)發(fā)布了很多HAL的升級版,其中包括去年年底推出的新版HAL——“腰部HAL”。
2012年,HAL被用來幫助福島的清理工作,它使用技術監(jiān)測用戶的健康信號,通過影響外骨骼機器人的功能提供“屏障”,保護佩戴者免受輻射和其他健康風險。
去年,由于升級版本機器人的問世,Cyberdyne的銷售額增長了30%。2016年底,日本的公共醫(yī)療保險開始將使用Cyberdyne外骨骼進行醫(yī)學治療納入投保范圍,這是外骨骼技術在亞洲地區(qū)日益普及的重要一步。
2015年,廣島大學與醫(yī)藥制造商大亞工業(yè)株式會社合作,研發(fā)了“簡約外骨骼”的“不插電動力套裝”(UnpluggedPoweredSuit,簡稱UPS),與其他使用電機的外骨骼不同,UPS利用使用者的重量來驅(qū)動套裝。當使用者走路時他們的重量會讓一根管子內(nèi)注入一定量的空氣,隨后空氣會被送入凝膠并形成人造肌肉。
2015年年底,三菱電機與日本原子能公司合作開發(fā)了用于核災害的外骨骼機器人,它是一種動力輔助套裝(PAS),并采用了外骨骼行業(yè)的標準配置——“髖-膝-踝”設計。
2016年,辰巳株式會社推出了一種協(xié)助老年人舉起和移動重物的外骨骼機器人,它可以舉起超過89公斤(196磅)的東西,是專為農(nóng)村勞動力設計的。辰巳株式會社已經(jīng)在這項技術上進行了投資,因為該公司有許多年齡較大的工人。
此外,松下電器推出了一款服務于工人和老人的外骨骼機器人“AWN-03”,它可以抵消15公斤(33磅)的重量,從而減輕了承重者的腰部壓力。這并不是松下電器正在研發(fā)的唯一一款外骨骼機器人,該公司的機器人部門ActiveLink正在研發(fā)一款名為“PLN-01”的外骨骼機器人,它可以幫助人們更加輕松地步行和移動。
中國外骨骼機器人的發(fā)展
與日本不同,中國在醫(yī)療保健領域的外骨骼機器人發(fā)展更為有限。
DextaRobotics是中國少數(shù)幾家已經(jīng)研發(fā)出外骨骼系統(tǒng)的公司之一,它研發(fā)了一種名為Dexmo的外骨骼手套,這款手套旨在幫助用戶在虛擬現(xiàn)實中“感受”物體或無線控制機器人。也許,Dexta公司也可以用Dexmo來幫助那些手指和手部有神經(jīng)損傷的殘疾人。
位于成都的電子科技大學機器人中心于2016年宣布將把他們的外骨骼機器人投入生產(chǎn),他們的外骨骼機器人在2010年亮相,通過緊扣佩戴者的腰部和腿部,這款機器人能夠幫助殘疾人行走。
山東大學云智能機器人實驗室也研發(fā)了一款用于幫助老人的機器人?!爸悄軝C器人”雖然不是外骨骼機器人,但可以幫助老年人追蹤家中的變化,比如是否有不請自來的客人或發(fā)生了煤氣泄漏。下一步,山東大學能否為老年人和殘疾人推出一款外骨骼機器人呢,讓我們拭目以待。
中日兩國在外骨骼機器人發(fā)展上的關鍵差異
中國和日本在醫(yī)療領域的外骨骼機器人發(fā)展上有一些關鍵的差異。
首先,日本明顯領先于中國。原因是什么?一個可能的解釋是日本和中國在人口老齡化方面有兩種不同的策略,日本希望確保其員工能工作更長時間,這也是日本投資可應用于工業(yè)領域的輔助技術的原因。
另一方面,中國可能將老齡化人口視為經(jīng)濟增長的“脆弱點”,這就是中國大規(guī)模投資自動化,而不是尋找方法讓老年人繼續(xù)工作(或吸引年輕人)的原因所在。
第一個區(qū)別導致了第二個區(qū)別的產(chǎn)生。如果中國希望用自動化解決人口老齡化的問題,而日本則致力于用機器人技術解決這一問題,日本的機器人實驗室還可以研發(fā)什么去幫助未來的老年人和工人呢?在文化方面,日本對私人機器人助手、其他機器人以及具有人工智能功能的家用和服務機器人持開放態(tài)度,機器人經(jīng)常用于養(yǎng)老院和其他照護機構。
第三個區(qū)別,大多數(shù)日本的外骨骼機器人的研發(fā)(用于醫(yī)療保?。┯伤狡笸瓿?,如Cyberdyne、Tatsumi和Panasonic。在中國,推動機器人發(fā)展進步的不是私企,而是學術界。這表明,在日本,外骨骼機器人被視為一個市場機會。而在中國,它可能仍然被認為是一種概念性的技術——至少在醫(yī)療領域是這樣。
外骨骼機器人行業(yè)的騰飛
雖然目前日本在發(fā)展醫(yī)療保健和工業(yè)應用中的外骨骼機器人上領先,但這并不意味著未來日本也將領先。如果以史為鑒,中國將迎頭趕上,這意味著解決醫(yī)療保健和工業(yè)領域難題的外骨骼機器人會成為亞洲兩大經(jīng)濟體之間競爭的新領域。
還有其他問題,與其他國家在該領域的合作將如何影響中國和日本的外骨骼項目的進展?中國可以和俄羅斯合作開發(fā)用于農(nóng)業(yè)或油田的外骨骼機器人嗎?或者,日本能和印度公司合作去開發(fā)服務于建筑工人的外骨骼機器人嗎?
外骨骼機器人是一項新技術,它在重量、成本和耐力方面仍需完善。同時這意味著中國和日本在醫(yī)療行業(yè)的外骨骼機器人發(fā)展可能只是大變革的一角——外骨骼機器人會改變整個亞洲及其他地區(qū)的機器人和輔助護理行業(yè)。
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