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物流小哥秒变“钢铁侠”,外骨骼机器人来了,火速围观 | 周末特别策划

 火树银花5 2017-11-20
好莱坞科幻大片《明日边缘》、《钢铁侠》和《阿凡达》早已描绘了外骨骼机器人的样貌和前景。穿上外骨骼机器人,男主角即化为“超级战士”,战斗指数飙升,英雄救美或拯救地球不在话下。令人兴奋的是,外骨骼机器人正走进现实。


日前,京东集团董事局主席兼执行官刘强东在头条号发布了一则视频(见文尾),晒出京东物流研发的一套酷炫“外骨骼机器人”,据称可以减轻一线员工的劳作强度及由此带来的腰椎损伤。


外骨骼机器人是什么?真能做到减轻腰椎损伤吗?



“钢铁侠”现身物流领域



视频中,一位京东物流员工背部穿着一套外骨骼机器人,正麻利地挑捡货物。当被问到“怎么样?好用吗?”时,该员工轻松地回答:“ 好用,腰特别给劲儿。” 



京东物流研发的外骨骼机器人(视频截图)。


“这里‘给劲儿’的意思是机器承担了部分发力。” 湖南省衡阳市中医医院颈肩腰腿痛专科医生周琪说,人体每个运动都需要肌肉的收缩完成,弯腰这个动作,适度的量能锻炼肌肉,超量就会带来损伤了。“ 如果按理想状态,外骨骼机器人研发到极致,应该和电影里的钢铁侠一样,人体所有活动都由机器人动力系统完成,不需要肌肉发力,自然会大大减少腰肌劳损。”


京东物流研发的外骨骼可穿戴机器人真能减少腰肌损伤吗?


11月15日,科技日报记者向京东物流研发部业务负责人求证此事,得到的答复是肯定的。


他介绍,此款外骨骼机器人的技术原理,是通过传感器收集重货打包员工的弯腰搬货动作,通过气压系统启动机器人助力部件提供外部力量,使员工腰椎承受压力减少,让员工感觉货物变轻。



大艾外骨骼机器人示意图。


捡货小哥真的有望化身“钢铁侠”吗?该业务负责人表示,目前这款外骨骼机器人是专为小范围活动、弯腰搬重货次数较多的员工设计。


他透露,针对京东物流快递小哥多样化场景需求的外骨骼机器人均在持续研发中,相信不久的将来会有更多小哥使用到类似的黑科技产品。此外,未来还将联合业内知名科技公司共同开发出更多适用于物流领域的外骨骼机器人。


国内专注外骨骼机器人研发的尖叫科技CEO李牧然表示,京东在物流领域率先应用外骨骼机器人具有一定的标杆性质,对外骨骼机器人的工业应用起到较为强劲的推动作用。不过,规模和批量化应用外骨骼机器人仍需要时间。



外骨骼机器人如何实现力大无穷



“ 外骨骼机器人属于可穿戴机器人,功能是直接辅助人的行动,增强人的四肢力量。 ” 济南大学模式识别与智能系统研究所所长李金屏教授告诉科技日报记者,穿上外骨骼机器人抓取200斤货物,实际感受到的重量可能只有20斤。



尖叫科技下肢版外骨骼。


李金屏说,外骨骼机器人在与人体接触的各个关节、腰、腿等相关部位装有大量的传感器,可以在中央处理器的统一指挥下通过电机驱动来增强力量。


以抬胳膊为例,胳膊内侧传感器检测到抬胳膊的信号,在电机驱动下,人的胳膊只需要用一点力气就能获得很大的辅助力量。


“大量传感器使穿戴式机器人能够随时把握人的行为意图,一旦感受到手、腿、腰要做某个动作,立即传达给中央处理器对所需的速度、力量统一进行分析,判断肌肉的活动模式,同时立即响应做出辅助动作。”李金屏表示,行动不便的老人只要有一点走路或者拿取东西的意图,外骨骼机器人就可能立刻做出辅助动作,让使用者轻松地走路或拿取东西。



外骨骼机器人让下肢功能障碍患者重新站立行走。


外骨骼机器人可以在较短时间内适应不同的人,因为它能自主分析不同人的行为模式和行为习惯。


李金屏说,外骨骼机器人现在看来应用还比较远,科研试验更多一些。但如果外骨骼机器人能做到适应特定场合的特定人群,而且穿戴起来很舒服,那么今后的应用将非常广泛。



相关链接


现实中的外骨骼机器人



国外顶尖外骨骼机器人企业有以色列Rewalk、日本HAL、美国EKSO、美国Indego,这四家企业已获得美国FDA认证。



美国EKSO仿生外骨骼。



日本HAL机械义肢。


国内先后有大艾、尖叫科技、傅利叶智能、迈步机器人已正式对外发布产品。


不过,外骨骼机器人产品价格较高,国外约10万美元一台,国内相对价位低一些。外骨骼机器人重量一般在12公斤至15公斤,主要应用在军事、医疗和工业领域。


日前,科技部公开发布2017年度“智能机器人”项目申报指南,助力型外骨骼机器人的考核指标有两类,一是负重移动型外骨骼机器人支持行走、站立、转体、下蹲、上下楼梯、上下斜坡等人体运动,可适应水泥、硬质泥土、砂砾等复杂地面,本体重量不大于30kg,最大承载能力不小于90kg,负重50kg状态下行走速度不低于4km/h,连续工作时间不小于6h。二是作业增强型外骨骼机器人本体重量不大于50kg,搬移托举能力不小于50kg,负重30kg状态下连续工作时间不小于3h。





注:文中图片由作者提供


编辑:左常睿

审核:管晶晶




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