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一、行業(yè)概況

1、外骨骼機(jī)器人:可穿戴智能裝備,助力人類運(yùn)動

外骨骼機(jī)器人是一種可穿戴的智能機(jī)械裝置,其設(shè)計靈感源于生物學(xué)中昆蟲的外骨骼結(jié)構(gòu),通過電機(jī)、傳感器、控制系統(tǒng)等技術(shù)協(xié)作,為人類提供類似于昆蟲和殼類動物外骨骼的力量支撐,增強(qiáng)或恢復(fù)人體的運(yùn)動能力。從下游場景上看,外骨骼機(jī)器人主要應(yīng)用于軍事(增強(qiáng)士兵負(fù)重能力,提升作戰(zhàn)效率)、工業(yè)(物流、汽車制造等領(lǐng)域減輕工人勞動強(qiáng)度)、醫(yī)療(康復(fù)訓(xùn)練、輔助行動障礙患者)、民用(老年人助行、戶外運(yùn)動)等領(lǐng)域。

外骨骼機(jī)器人有多種分類方式,按照結(jié)構(gòu)(與人體耦合的部位)可以分為上肢外骨骼機(jī)器人、下肢外骨骼機(jī)器人和全身外骨骼機(jī)器人三類。按照驅(qū)動方式,可以分為液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電機(jī)驅(qū)動和混合驅(qū)動等外骨骼機(jī)器人。按照驅(qū)動關(guān)節(jié)可以分為單關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)器人和多關(guān)節(jié)(兩個及兩個以上驅(qū)動關(guān)節(jié))外骨骼機(jī)器人。

2、驅(qū)動系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、控制系統(tǒng)協(xié)同實現(xiàn)人機(jī)交互

外骨骼機(jī)器人通過驅(qū)動系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的深度協(xié)同實現(xiàn)人機(jī)交互。驅(qū)動系統(tǒng)作為外骨骼的核心動力單元,正朝著高集成化、高響應(yīng)性的方向發(fā)展,主流方案采用電機(jī)驅(qū)動與精密傳動機(jī)構(gòu)的組合,在保證輸出性能的同時實現(xiàn)與人體運(yùn)動的自然匹配。傳感器系統(tǒng)構(gòu)建了多維感知網(wǎng)絡(luò),通過生物電信號檢測、慣性測量和力學(xué)反饋等多模態(tài)數(shù)據(jù)融合,為運(yùn)動意圖識別提供實時輸入。控制系統(tǒng)作為智能中樞,采用自適應(yīng)算法實現(xiàn)人機(jī)協(xié)同,通過動態(tài)參數(shù)調(diào)整確保運(yùn)動流暢性,部分先進(jìn)產(chǎn)品已具備環(huán)境適應(yīng)和異常步態(tài)補(bǔ)償能力,推動外骨骼從機(jī)械助力向智能輔助演進(jìn)。當(dāng)前技術(shù)發(fā)展重點在于提升系統(tǒng)的整體協(xié)調(diào)性,在保證安全可靠的前提下優(yōu)化人機(jī)交互體驗。

3、外骨骼機(jī)器人商業(yè)應(yīng)用不斷擴(kuò)展

外骨骼機(jī)器人商業(yè)化早期主要應(yīng)用于醫(yī)療康復(fù)和軍工,后續(xù)拓展至工業(yè)和民用領(lǐng)域。外骨骼機(jī)器人早期在軍用領(lǐng)域有深度的應(yīng)用。外骨骼機(jī)器人起源于上世紀(jì)的軍用領(lǐng)域,美國軍方率先展開研究,目的是提升士兵的作戰(zhàn)能力。2000 年美國國防高級研究計劃局制定“增強(qiáng)人體機(jī)能的外骨骼”項目計劃,正式將動力外骨骼的研發(fā)納入軍隊未來裝備發(fā)展重點方向。典型的軍用外骨骼產(chǎn)品包括HULC 和傲鯊智能研發(fā)的 HEMS-L。HULC 采用鈦合金為主要材料,使用皮帶捆綁作為人機(jī)結(jié)合方式,自重24kg,最大負(fù)重91kg,搭載鋰離子電池為動力源,在電池滿電時可保證穿戴者以 4.8km/h 的速度行進(jìn)1h,采用髖膝—踝關(guān)節(jié)液壓驅(qū)動方式。外骨骼機(jī)器人在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域有重要應(yīng)用。下肢外骨骼機(jī)器人能夠替代康復(fù)醫(yī)師來完成對病人的康復(fù)訓(xùn)練,并且對于外骨骼機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃可以根據(jù)不同病人的具體情況進(jìn)行不同設(shè)定,以求對病人的康復(fù)治療達(dá)到最好的治療效果。在利用外骨骼機(jī)器人對病人進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的同時,利用外骨骼機(jī)器人的傳感器對病人的肌電信號,步態(tài)軌跡,生物力學(xué)等相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析,可以對病人的病情進(jìn)行更加精確的分析,加深對于下肢疾病患者的病理性分析與相應(yīng)診療方案。外骨骼機(jī)器人向工業(yè)和民用消費(fèi)領(lǐng)域拓展。以汽車工業(yè)為例,目前的末端汽車總裝線工位依舊無法被自動化設(shè)備所取代,這些工位作業(yè)對工人的肩部和腰部骨骼關(guān)節(jié)帶來極大損傷,外骨骼機(jī)器人可以大幅度增強(qiáng)人類的上肢力量、降低勞動強(qiáng)度、提高整體作業(yè)效率。

二、市場現(xiàn)狀

1、技術(shù)進(jìn)步驅(qū)動市場持續(xù)發(fā)展

探索和實踐(1960-1980):外骨骼機(jī)器人最早的研究始于上世紀(jì)六十年代,美國通用電氣研制出采用液壓驅(qū)動全身動力外骨骼,引領(lǐng)第一波研發(fā)熱潮,最早的外骨骼實驗室樣機(jī)以軍用為主,而后各國科研機(jī)構(gòu)繼續(xù)開展醫(yī)療康復(fù)等用途外骨骼。 平緩發(fā)展(1980-2000):外骨骼機(jī)器人逐步走出實驗室,企業(yè)和科研團(tuán)隊雙向推進(jìn)外骨骼機(jī)器人的研發(fā)與市場化,但受制于當(dāng)時控制技術(shù)、關(guān)鍵零部件可靠性等諸多因素,價格高昂且難以普及。技術(shù)突破性進(jìn)展(2000 年至今):經(jīng)過 40 年發(fā)展,計算機(jī)、控制和驅(qū)動技術(shù)的進(jìn)步推動外骨骼機(jī)器人進(jìn)入爆發(fā)期。美國 2000 年啟動 EHPA 計劃后,EksoLabs、Rewalk 等企業(yè)引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。我國雖起步較晚,但通過高校和科研院所的系統(tǒng)研發(fā),下肢外骨骼技術(shù)已接近國際水平。2018 年大艾機(jī)器人獲二類醫(yī)療器械注冊證,標(biāo)志著國產(chǎn)外骨骼商業(yè)化落地。目前,外骨骼研究主要致力于人機(jī)交互,AI 算法、材料革新等領(lǐng)域持續(xù)優(yōu)化,以實現(xiàn)更廣闊的應(yīng)用場景和量產(chǎn)以及成本降低,我國已經(jīng)有多家外骨骼機(jī)器人相關(guān)企業(yè)實現(xiàn)多輪融資,多家上市公司開始布局外骨骼業(yè)務(wù)。未來,外骨骼機(jī)器人有望在老齡化社會護(hù)理、智能制造及消費(fèi)級運(yùn)動助力等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更廣泛滲透。

2、利好政策不斷,多地已將外骨骼納入醫(yī)保

近年來,國務(wù)院、工信部、發(fā)改委等多部門陸續(xù)發(fā)布了多項政策,內(nèi)容主要集中在醫(yī)療康復(fù)外骨骼機(jī)器人領(lǐng)域。2016 年,國務(wù)院發(fā)布《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展 康復(fù)輔助器具產(chǎn)業(yè)的若干意見》,提出要支持外骨骼機(jī)器人、照護(hù)和康復(fù)機(jī)器人等產(chǎn)品的研發(fā),形成一批高智能、高科技、高品質(zhì)的康復(fù)輔助器具產(chǎn)品。2021 年底,國務(wù)院發(fā)布《“十四五”國家老齡事業(yè)發(fā)展和養(yǎng)老服務(wù)體系規(guī)劃》,提出針對老年人康復(fù)訓(xùn)練、行為輔助、健康理療和安全監(jiān)護(hù)等需求,要加大智能假肢、機(jī)器人等產(chǎn)品應(yīng)用力度。2023 年,工信部等十七部門聯(lián)合印發(fā)《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動 實施方案》,提出要積極推動外骨骼機(jī)器人、養(yǎng)老護(hù)理機(jī)器人等在養(yǎng)老服務(wù)場景的應(yīng)用驗證。地方政府積極響應(yīng),目前北京、江蘇、河北等十一省市已將外骨骼治療納入醫(yī)保,患者支付成本可降低 60% 以上。

3、國內(nèi)外企業(yè)加速布局

目前這個行業(yè)醫(yī)療端占主體,tob 端為主,C 端為輔。國外以以色列的 ReWalk Robotics,醫(yī)療外骨骼全球市占率超 30%,于 2014 年 6 月獲美國 FDA 批準(zhǔn)上市;國內(nèi)偉思醫(yī)療、傅利葉、大艾等處于引領(lǐng)地位,其中,2018 年 6 月 26 日,北京大艾機(jī)器人旗下的外骨骼機(jī)器人艾康、艾動于2018CFDA 注冊證,成為中國首個通過 CFDA 認(rèn)證的下肢外骨骼機(jī)器人。

另外,國內(nèi)的程天科技是全球首個消費(fèi)級外骨骼量產(chǎn)廠商,醫(yī)療與消費(fèi)市場雙輪驅(qū)動,產(chǎn)品有UGO醫(yī)療版和消費(fèi)級 EasyGo;振江股份:通過子公司海普曼專注工業(yè)外骨骼研發(fā),采用液壓驅(qū)動+碳纖維骨架設(shè)計,與東風(fēng)柳汽合作,應(yīng)用于汽車制造場景。

4、外骨骼機(jī)器人正走向消費(fèi)級市場

據(jù) 36 氪和 IT 之家等媒體報道,2024 年 8 月戶外裝備巨頭始祖鳥聯(lián)合谷歌 X 實驗室衍生公司Skip 推出了一款名為 Mo/Go?的動力外骨骼褲。這件裝備在膝蓋處內(nèi)置輕量級電動機(jī),動力模塊隱藏在登山褲下的碳纖維支架上,支架固定在登山者身上;可以讓使用者感覺減重 14 公斤,助力程度會根據(jù)使用者步態(tài)和腿部動作實時調(diào)整,也可手動調(diào)節(jié);其中采用了可充電電池,最大助力模式下續(xù)航時間可達(dá)3 小時;褲子、動力模塊和電池合計重約 3 公斤。根據(jù)報道,預(yù)計產(chǎn)品的正式零售價約5,000 美元(早鳥價為4,500 美元),預(yù)計 2025 年底發(fā)貨。此外,始祖鳥在美西和加拿大部分地區(qū)提供8 小時的租賃服務(wù),對應(yīng)租賃價格僅為 80 美元。 之前,外骨骼技術(shù)的報道多見于一些重要場合和助殘領(lǐng)域。例如,2024 年 7 月23 日,法國人KevinPiette 身著特殊裝置成為法國巴黎奧運(yùn)會火炬手。他曾是網(wǎng)球運(yùn)動員,11 年前因事故截癱;穿戴的是法國工程公司 Wandercraft 的 AtalanteX;裝置同樣由電池供電,內(nèi)置了 12 個驅(qū)動器,控制12 個關(guān)節(jié)(包括臀部 6 個、腳踝 4 個、膝蓋 2 個)。

三、市場商業(yè)進(jìn)程

2025 年,外骨骼機(jī)器人產(chǎn)品自身性價比提升,登山輔助場景租賃模式的興起,以及各初創(chuàng)企業(yè)融資加速,有望助力 2025 年外骨骼機(jī)器人企業(yè)量產(chǎn)加速,2025 年有望成為消費(fèi)場景應(yīng)用爆發(fā)元年。在產(chǎn)品端,AI 技術(shù)的進(jìn)步提升了外骨骼機(jī)器人的智能化水平,外骨骼機(jī)器人可以更加精準(zhǔn)的判斷人類行走意圖,計算所需的關(guān)節(jié)力矩,并通過驅(qū)動器精確地提供輔助動力。而且,碳纖維、鋁合金等材料的應(yīng)用也助力外骨骼進(jìn)一步輕量化,既提高了舒適性,也提高了續(xù)航能力。此外,機(jī)器人供應(yīng)鏈的逐漸成熟以及新型復(fù)合材料的使用也降低了生產(chǎn)成本和產(chǎn)品價格,提升了外骨骼機(jī)器人的性價比。應(yīng)用場景端,登山輔助應(yīng)用場景租賃模式興起,配套服務(wù)較為完善。25 年五一,黃山、泰山、華山、廬山等景區(qū)均推出外骨骼機(jī)器人輔助爬山服務(wù)。例如,泰山景區(qū)在紅門、中天門和南天門設(shè)立了3 個租賃點,并在外骨骼機(jī)器人中增加了緊急呼救、景點講解等功能,配套服務(wù)已較為完善。企業(yè)端,2025 年外骨骼機(jī)器人初創(chuàng)企業(yè)融資加速,有望進(jìn)一步助力企業(yè)拓展產(chǎn)品線,以及核心技術(shù)升級提升。

1、產(chǎn)品端:技術(shù)突破帶來性能提升和成本下降

(1)智能化水平提升

控制系統(tǒng)的智能化水平?jīng)Q定了外骨骼機(jī)器人的性能??刂葡到y(tǒng)是外骨骼機(jī)器人主要的信息處理單元,把傳感器傳輸過來的信息進(jìn)行處理分析,發(fā)送指令給驅(qū)動系統(tǒng)來控制外骨骼機(jī)器人運(yùn)動。在不穿戴外骨骼的情況下,人體正常是通過中樞神經(jīng)系統(tǒng)接收來自生理傳感器的感覺信息。而外骨骼機(jī)器人的控制系統(tǒng)現(xiàn)在要扮演人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的角色,在精準(zhǔn)的分析人體運(yùn)動數(shù)據(jù)的前提下,向驅(qū)動系統(tǒng)下達(dá)符合個體運(yùn)動習(xí)慣的指令。

當(dāng)下,人工智能技術(shù)的進(jìn)步顯著提升了外骨骼機(jī)器人的感知和執(zhí)行能力。伴隨AI 算法的不斷優(yōu)化,外骨骼的智能化水平越來越高,能夠通過人細(xì)小的動作變化準(zhǔn)確判斷行走意圖,并隨時進(jìn)行輔助調(diào)整控制。在康復(fù)醫(yī)療中,外骨骼機(jī)器人還可以結(jié)合腦機(jī)接口技術(shù),通過腦電波識別用戶的動作意圖,并具有反饋修正系統(tǒng)以確保準(zhǔn)確執(zhí)行。 具有代表性的案例包括智元研究院 AI 智能助行外骨骼機(jī)器人等。25 年 5 月 1 日,智元研究院發(fā)布國內(nèi)首款 AI 智能助行外骨骼機(jī)器人“踏山 AsExo-TK1000”。這款外骨骼機(jī)器人融合了AI 步態(tài)預(yù)測與力矩自適應(yīng)技術(shù),能夠?qū)崟r捕捉運(yùn)動數(shù)據(jù),通過深度學(xué)習(xí)算法實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)與精準(zhǔn)預(yù)測,準(zhǔn)確率高達(dá)99.2%。產(chǎn)品還通過“生長型”算法持續(xù)學(xué)習(xí),做到“越走越懂你,越走越舒服”。

(2)輕量化

碳纖維、鋁合金等材料的應(yīng)用也助力外骨骼機(jī)器人進(jìn)一步輕量化,既提高了舒適性,也提高了續(xù)航能力。碳纖維材料屬于非金屬材料,近年來制備技術(shù)逐漸成熟并開始在一些工業(yè)制造中替代鋼鐵等傳統(tǒng)金屬材料。相比金屬材料,碳纖維材料密度只有金屬的四分之一,同樣大小質(zhì)量更輕,而且強(qiáng)度、耐腐蝕性、環(huán)境適應(yīng)性更好,廣泛應(yīng)用于航空航天、人形機(jī)器人、汽車交通、醫(yī)療器材等領(lǐng)域。

例如,2025 年春節(jié)分別在廣州白云山景區(qū)(視鵬科技推出)和泰山景區(qū)(肯綮科技推出)亮相的外骨骼機(jī)器人均采用了碳纖維材質(zhì)。 視鵬科技的這款名為“智能助行外骨骼機(jī)器人”,核心受力部件用了特殊定制的碳纖維、航空鋁合金等高強(qiáng)度輕量化材料,自重在 3kg 以內(nèi),續(xù)航時間為 4-6 個小時。 深圳肯綮科技的外骨骼在研發(fā)過程中經(jīng)歷了數(shù)十次迭代,最初產(chǎn)品重達(dá) 20 公斤,因為笨重而無法在消費(fèi)者中普及。其后經(jīng)過改良,采用碳纖維材料,以及模塊化穿戴分離的設(shè)計,最終在泰山投入試用的外骨骼機(jī)器人π重量僅 1.8 公斤。

(3)成本下降

從供應(yīng)鏈上看,外骨骼機(jī)器人的傳感系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和人形機(jī)器人擁有共同的零部件,例如電機(jī)、減速器、傳感器等等。隨著人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)鏈的逐步成熟,外骨骼機(jī)器人企業(yè)有了更多的零部件供應(yīng)商選擇,供應(yīng)商之間的競爭也有助于降低零部件價格。同時,產(chǎn)業(yè)鏈的完善還促進(jìn)了技術(shù)交流和協(xié)同創(chuàng)新,進(jìn)一步推動成本下降。 從原材料選擇方面,新型復(fù)合材料的使用,在保證性能的前提下也降低了成本。例如傲鯊智能的“千元級”外骨骼機(jī)器人采用碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料,相比純碳纖維材料,成本大幅降低。碳纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料雖然使用了成本較高的碳纖維,但通過與尼龍結(jié)合,可在一定程度上降低整體材料的成本,同時具有更好的強(qiáng)度與剛性、熱穩(wěn)定性等優(yōu)點?;诓牧系母倪M(jìn),傲鯊智能 2024 年已推出千元級的產(chǎn)品,此前行業(yè)市場售價一般在 5 萬元至 7 萬元。

2、場景端:登山輔助場景租賃模式興起,配套服務(wù)完善

2025 年,外骨骼機(jī)器人租賃模式在國內(nèi)各大景區(qū)逐漸興起。對風(fēng)景區(qū)來說,外骨骼機(jī)器人一方面可以輔助游客登山,另一方面也可以提供給景區(qū)員工,幫助員工減輕每天上下山的負(fù)擔(dān)。2025 年初至今,推出外骨骼機(jī)器人輔助登山的景區(qū)不斷增加。 2025 年春節(jié)期間,游客在山東泰山和廣州白云山景區(qū)體驗外骨骼機(jī)器人助力爬山的視頻,在抖音等平臺上成功出圈。到了 2025 年五一假期,向游客開放外骨骼機(jī)器人輔助爬山的景區(qū)顯著增加,黃山、泰山、華山、廬山、武功山、峨眉山、長城等景區(qū),游客均可體驗到外骨骼助力機(jī)器人。

以泰山為例:

泰山景區(qū)于今年 2 月開始和肯綮科技合作部署“登山助力機(jī)器人”。所推出的外骨骼機(jī)器人重1.8 公斤,續(xù)航時間 8 小時,可節(jié)省 30%-50%的體力,不僅能輔助行走、實時監(jiān)測身體狀況,還具備緊急呼救、景點講解等功能,配套服務(wù)較為完善。 截至“五一”,泰山景區(qū)分別在紅門、中天門和南天門設(shè)立了 3 個租賃點。從中天門走到南天門,3小時 80 元,如從南天門走回中天門再歸還,則為 60 元,減免 20 元因省去挑山工成本。泰山文旅表示,“五一”之前,這款登山助力機(jī)器人在泰山投放了 500 臺,大約在暑期之前會投放1000 臺,現(xiàn)在基本屬于滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),游客評價較高。此外,除了出租模式,泰山文旅也計劃在“泰山旅游游客服務(wù)平臺”銷售,售價控制在 1 萬元以內(nèi)。

3、企業(yè)端:2025 年初創(chuàng)企業(yè)獲融資加速

2025 年外骨骼機(jī)器人初創(chuàng)企業(yè)融資加速,有望進(jìn)一步助力企業(yè)拓展產(chǎn)品線,以及核心技術(shù)升級,提升競爭力。同時也有望加速各機(jī)器人企業(yè)的量產(chǎn)時間,助力行業(yè)市場規(guī)模加速提升。例如,傲鯊智能在 2025 年 5 月 8 日獲得數(shù)千萬元的 B 輪融資,根據(jù)傲鯊智能官微,本輪融資將重點用于消費(fèi)級外骨骼機(jī)器人產(chǎn)品線拓展、助力核心技術(shù)升級及全球化產(chǎn)業(yè)落地,進(jìn)一步鞏固其在工業(yè)與消費(fèi)級市場的雙軌競爭力。 程天科技在 2025 年 3 月獲得近億元的 B 輪融資,根據(jù)程天科技官微,本輪融資的資金將重點用于外骨骼技術(shù)研發(fā)迭代、腦機(jī)新產(chǎn)品研發(fā)注冊、生產(chǎn)基地擴(kuò)建以及全球市場拓展,進(jìn)一步推動外骨骼機(jī)器人在康復(fù)養(yǎng)老與消費(fèi)市場的應(yīng)用落地,加速海內(nèi)外渠道網(wǎng)絡(luò)拓展,打造全球領(lǐng)先的外骨骼技術(shù)企業(yè)。

四、AI 大模型賦能下的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向

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