人類進入百歲壽命時代最為需要的是，就是臨死之前也要保證兩腿可以健康的使用和行走。意味著無需旁人的幫助，自行行走是多么的重要。據(jù)報道，我們身體上的肌肉從40歲開始每年萎縮1%，相當(dāng)于平時不常運動的一般人到了80歲，身體上將會有40%的肌肉萎縮掉。老年人多數(shù)患有行走不便的疾病，主要的原因就是肌肉強度的降低。正常人尚且如此，如果因為事故或者疾病導(dǎo)致的行走不便，將會使人們的痛苦加劇。可穿戴設(shè)備的出現(xiàn)，對這些人群來講，或多或少將成為一個希望。
2012年倫敦馬拉松大會上，一位名叫克萊爾的女性耗時17日完成了全程比賽。曾經(jīng)是一名珠寶設(shè)計師的她，因五年前的一次騎馬墜落事故導(dǎo)致了下半身癱瘓，無法正常行走。參加此次馬拉松大賽，是為了同樣因為四肢殘疾的人士募集康復(fù)資金。全球各大媒體都競相報道此事，也大加贊賞克萊爾的壯舉?？巳R爾得以完成42公里全程馬拉松的最大功臣是一款名叫Rewalk的可穿戴機器。Re-walk是由以色列阿爾戈醫(yī)療(Argo Medical)公司推出的，專門幫助脊椎病患者進行行走輔助的可穿戴機器人產(chǎn)品。該產(chǎn)品已經(jīng)通過了美國FDA(食品醫(yī)藥局)認證，最近剛推出的“Rewalk 6.0”版本，可以讓用戶更為自然地行走和上下樓梯。之前只能使用輪椅的患者們，將此款產(chǎn)品親切的稱為“自由(freedom)”?？纱┐髟O(shè)備正逐步成為可以為人類提供幸福感的新伙伴。
縱觀全球，針對需要隨身佩戴笨重作業(yè)設(shè)備的現(xiàn)場工人、醫(yī)院里的護理人員以及負重武器裝備的軍人等用途的可穿戴設(shè)備層出不窮。甚至像電影“鋼鐵俠”和“明日邊緣”(Edge of tomorrow)中男主人公所穿的軍用可穿戴裝備都成為了各種科幻類電影的熱門題材。這種可以無限擴大人類自身極限或者彌補肉體不足之處的可穿戴機器人，我們稱之為外骨格機器人(Exoskeleton)。這個市場目前主要由美國和日本主導(dǎo)，到了2025年其市場規(guī)模將超過45億美元。
最初的可穿戴機器人是1960年代由通用電氣開發(fā)的Hardimen系列產(chǎn)品。通過Hardimen，使用者可以用4.5公斤的力量舉起110公斤的物體，實現(xiàn)了25倍的力量增幅。但其自身重量達到了650公斤之多，并且操作機器不穩(wěn)定，最終導(dǎo)致了失敗。后續(xù)的可穿戴機器人開發(fā)，主要面向了軍事用途。2000年代，以美國國防部防衛(wèi)高等研究計劃部(DARPA)主導(dǎo)、洛克希德·馬丁 (Lockheed Martin)和雷神(Raytheon)參與開發(fā)的軍用可穿戴機器人，才實現(xiàn)了可以用于實戰(zhàn)的功能。洛克希德·馬丁下屬的Ekso Bionics公司開發(fā)的HULC，可以實現(xiàn)負重90公斤的情況下以時速16公里，在山岳地帶進行奔跑行走。Ekso Bionics同時也開發(fā)除了基于該技術(shù)的康復(fù)用可穿戴機器人“Ekso”，以及作業(yè)現(xiàn)場用可穿戴機器人“FOR-TIS”。FORTIS的自身重量僅為20公斤，女性也可以輕松的佩戴并操作使用。
機器人大國日本，一直致力于開發(fā)針對其老齡化社會的生活用可穿戴機器人。開發(fā)了類人雙足機器人ASIMO的本田公司，專門針對老弱病殘用戶開發(fā)了“Honda Walking Assist”可穿戴機器人。該產(chǎn)品通過腰部部位的傳感器識別用戶的行走模式，在適合的時間節(jié)點上，為大腿提供動力，以此減輕用戶的負重和壓力。目前在美國芝加哥康復(fù)醫(yī)院進行著臨床應(yīng)用試驗；后續(xù)將針對腦癱、骨折患者，優(yōu)先提供和銷售該產(chǎn)品。近期也將推出針對下肢乏力的老年人的產(chǎn)品，預(yù)計將成為大幅度提高晚年生活品質(zhì)的革命性產(chǎn)品。隨著勞動人口的急劇減少，工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也在快速增加。松下推出的Assist Suit，可以幫助用戶實現(xiàn)舉重以及大負荷作業(yè)等操作；自身重量僅為6公斤，但抬重物的時候可以為腰部減輕15公斤左右的負重。
為數(shù)不少的初創(chuàng)企業(yè)，也在可穿戴機器人領(lǐng)域中大放異彩。2015年福布斯(Fobes)評選出來的新晉富豪榜中，就有來自可穿戴機器人初創(chuàng)企業(yè)的CEO。他就是開發(fā)出HAL產(chǎn)品的Cyberdyne公司創(chuàng)始人三階吉行。從筑波大學(xué)起家、并于2004年初正式成立Cyberdyne公司，在2014年3月上市之后，三階吉行的個人資產(chǎn)迅速膨脹到10億美元，成功進入了全球富豪榜單。通過使用HAL，用戶的肌肉力量可以強化10倍；一般人都可以輕松舉起70公斤重的物體，也可以幫助老人和殘疾人士進行行走。目前已經(jīng)通過了歐盟的醫(yī)療設(shè)備認證，美國FDA和日本的醫(yī)療設(shè)備認證正在同步進行中。
東京理科大學(xué)初創(chuàng)企業(yè)開發(fā)的病人監(jiān)護用力量增強型機器人“Mus-cle Suit”，自身重量僅為4.5公斤，但可以實現(xiàn)30公斤重的負載，幫助護士輕松抱起或者移動患者；目前已經(jīng)開始了量產(chǎn)。據(jù)矢野經(jīng)濟研究所預(yù)測，在日本超過65歲以上的老年人口已經(jīng)達到了3000萬名，2020年日本的監(jiān)護機器人市場規(guī)模將達到350億日元。
韓國的HEXAR可穿戴機器人公司，在去年的國際醫(yī)院醫(yī)療產(chǎn)業(yè)博覽會上展示了一款下半身麻痹患者穿戴的行走輔助機器人。在展示現(xiàn)場上，一名因交通事故下肢嚴重癱瘓的用戶穿上了該機器人，實現(xiàn)了一鍵站立并自由行走?，F(xiàn)代汽車公司也于2015年8月在美國公布了其首款行走輔助型機器人H-LEX，目前在進行老年人及下肢康復(fù)患者的臨床測試。該公司表示，開發(fā)這種機器人的目的不是為了馬上能賺到錢，而是希望喚醒社會對劣勢群體的關(guān)注。
最后再總結(jié)一下可穿戴機器人產(chǎn)業(yè)的成功要素都有哪些。首先是價格。根據(jù)殘障程度，可穿戴設(shè)備的價格也會有所不同；殘疾馬拉松選手克萊爾·洛馬斯所使用的Rewalk產(chǎn)品的價格接近七萬美元，而Ekso Bion-ics的產(chǎn)品更是達到了十萬美元。Cy-berdyne公司的HAL產(chǎn)品，其最低配置的產(chǎn)品價格也達到了兩萬美元；本田的機器人租賃價格為，三年期、每月四萬五千日元。今后如果社會保險可以覆蓋此種類型的消費，并且隨著產(chǎn)量上升而降低制造成本，消費者可以用更為便宜的價格買到可穿戴機器人。業(yè)內(nèi)專家預(yù)計，老年用可穿戴機器人的價格在一萬到一萬五千元區(qū)間，就可以實現(xiàn)大面積應(yīng)用和普及。
第二，可穿戴機器人需要準確的把握用戶的動作意圖。相比傳統(tǒng)服務(wù)機器人，可穿戴機器人需要緊密地與人體接觸，并且快速的識別和判斷用戶的意圖，并迅速給出對應(yīng)的反饋。用戶想停止走動，機器人反而加大推力；或者用戶下樓梯，但機器人沒有跟上節(jié)奏，就會發(fā)生跌落或者受傷的可能性。為了避免這種情況的發(fā)生，需要通過分析肌肉以及大腦的電信號，提前判斷用戶真實的意圖。還可以通過分析用戶的身體移動，比如扭身、用力、傾斜度等數(shù)據(jù)來判斷用戶后續(xù)可能會采取的動作或者意圖。上述兩種方法仍然需要改進和研究，但隨著傳感技術(shù)、人工智能技術(shù)的發(fā)展，預(yù)計很快會實現(xiàn)。不久的將來，為身體不便的父母準備的禮物清單中，將出現(xiàn)可穿戴機器人的身影。