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要点

  • 好莱坞式的全身超级套装——包括十年前美国陆军推进的三个项目——都因结果令人失望而被放弃。
  • 更简单的单关节可穿戴设备聚焦于身体某一部位——手、背、膝和踝——正在工作场所和诊所普及。
  • 售价 9,995 欧元的 Ironhand 手套目前已进入约 200 家企业,MyoPro 已出货约 4,000 套,German Bionic 的 Exia 服务于约 300 家雇主。
农民在田间采摘日本大葱时穿着 Innophys 肌肉辅助外骨骼
摄影:Noriko Hayashi / Panos Pictures

当两年前,雷姆科·莱切特在金属板折弯设备中双手被严重绞伤时,他担心自己的职业生涯已经终结。然而十二个月后,莱切特先生回到了丹麦奥胡斯的建筑工地——尽管他惯用的左手仍没有足够力气干建筑活。

他亲切地称之为“机器手”的电动手套,让他能够搬运材料、攀爬脚手架、使用铁皮剪和操作电钻。他解释说,操作这套以“Ironhand”为名销售的产品不需要有意识用力。一旦手掌和指尖的压力感受器察觉到接触,五个小型马达立刻嗡嗡启动,拉动肌腱,增强他的抓握力。

€9,995
Ironhand 价格(11,423 美元)
~200
自 2024 年以来使用 Ironhand 的企业
<1kg
Skip MO/GO 膝部设备重量

科幻超级套装为何令人失望

这类增强力量的框架通常称为外骨骼,经常出现在科幻电影中,从《异形》到《阿凡达》。但在现实中,银幕式的全身模型表现令人失望。

十年前,美国陆军曾推进两个此类项目,另有第三个只覆盖髋部和腿部。所有项目都被放弃。

电池、电机和代码的改进促成了后来的进展。但纳什维尔范德堡大学可穿戴机器人专家卡尔·泽利克指出,最大的进步是克制。制造商放弃了追求“好莱坞式、无所不能”的概念。相反,当前更轻、更舒适的外骨骼专注于支撑身体某一部位,用于从屋顶维修到作物采摘等各种工作(见图)。

转折点:一个关节,一项任务

Ironhand 售价 9,995 欧元(11,423 美元),远算不上便宜。尽管如此,在荷兰公司 Skelex 于 2024 年将其推向市场后,全球约有 200 家企业采用了它。

同样专注于单一部位,解释了为何更朴素的外骨骼正变得出人意料地有价值——而且不仅对受伤或残障人士如此。

伤后与瘫痪后恢复行动能力

最广为人知的应用仍是为残障用户恢复行动能力。以色列公司 Lifeward 销售 ReWalk,这是一种下肢框架,可让某些脊髓损伤患者站起、行走甚至上台阶——通常借助拐杖。穿戴者选好合适设置后,身体前倾。倾斜探测器捕捉到动作,程序随即启动髋部和膝部驱动器,推动双腿按所选模式运动。

更先进的触发方式来自总部位于马萨诸塞州伯灵顿的 Myomo。其 MyoPro 框架通过贴在皮肤上的电极驱动瘫痪的手和手臂。这些电极捕捉因创伤或疾病而减弱、不足以引发充分收缩的肌肉冲动。一个微型处理器解读信号,推断出想要的动作,然后命令执行器弯曲穿戴者的肘部和手部。

该装置能让人完成撕开包装、握住餐具、搬运篮子等任务。目前已出货约 4,000 套。

在高强度工作中预防受伤

另一些外骨骼与其说是替代缺失的能力,不如说是为了避免伤害。法国里尔公司 Japet Medical 生产的 Japet.W+ 环绕腰部和下躯干。当用户弯腰、抬起或搬运重物时,四个类似阻尼器的执行器会伸长或缩短,减轻腰椎负荷。

四年前,里尔屋顶公司 Toitech 的创始人朱利安·吉尔贝为一名员工购买了一套,该员工因背部问题每年要缺勤两到三周。此后,这名员工再也没有因背部问题请假。吉尔贝预测,到今年年底,他的每个屋顶施工队都会佩戴这种机器人腰带。

用于高强度体力工作的外骨骼部署持续扩大。总部位于慕尼黑附近的 German Bionic 推出的重物搬运框架 Exia 服务于约 300 家雇主。许多设备帮助工厂、仓库和货运员工,但该公司首席产品官诺尔玛·斯特勒表示,“外骨骼脊柱”最积极的使用者是必须抬举患者的护士。

为何采用仍遇阻力

对这类硬件的怀疑依然存在。泽利克博士观察到,一些工会领袖担心它可能促使产量定额提高。泽利克还担任总部位于纳什维尔的 HeroWear 首席科学家,该公司生产被动式“外骨骼服”。当人弯曲身体时,弹性带被拉长,储存的力量在躯干抬起或搬举时释放。

自尊也起了作用。德国供应商奥托博克的大卫·杜韦报告称,约三分之一的潜在男性佩戴者起初拒绝这种装备,认为它是给懦夫用的。奥托博克向空客、DHL、宜家、西门子和丰田等公司供货。

不过,这些看法正在改变。杜韦指出,年轻员工中采用率上升最快,他们越来越拒绝为雇主“把自己的身体当作一种简单资源”。

很大程度上取决于实地试用。例如,今年 2 月,米其林位于西班牙阿尔梅里亚的一家轮胎切片检查工厂启动了一项涉及六副 Ironhand 的测试。该厂经理曼努埃尔·贡戈拉·莫拉莱斯希望了解这些工具是否能减少重复性劳损。他报告称,初步迹象表明确实如此。

负荷转移
生产商坚称,他们的装备并不意味着可以承担更繁重的工作,尽管某些佩戴者无论如何难免会这样做。即便是普通操作也会改变生物力学负荷,因此科学家必须评估是否有设计会让未受支撑的关节承受过大压力。

从仓库到徒步小径:走向日常“移动穿戴”

随着外骨骼走向日常消费者,这些担忧可能加剧。运动员和户外爱好者是那里的主要受众之一。

旧金山初创公司 Skip 即将开始交付 MO/GO,这是一款为徒步者设计的膝部穿戴框架。Skip 的老板凯瑟琳·齐兰解释,这些设备固定在大腿和小腿周围,重量不到 1 公斤,目标是让人感觉像时尚酷炫的“动力服装”,而不像临床设备。她说,买家已预订了半年的产量。

另外,今年 1 月,马萨诸塞州博克斯伯勒的 Dephy 推出了 Sidekick,一个辅助踝部的“动力鞋”平台。耐克正与 Dephy 合作开发电动鞋,旨在让跑者更快、更久,同时消耗更少体力。

以 Skip 的说法,休闲“移动穿戴”真能流行起来吗?也许不会马上。对目前最受炒作的产品——中国公司 Hypershell 去年年初推出的电动髋部装置——的一位主要测试者描述了“木偶效应”,即框架驱动人,而不是人驱动框架。很少有买家会愿意感觉自己像那样被机器般的动作拽着走。

不过,与早先的作战超级套装不同,当前这些野心较小的设备似乎可能持续下去。■

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