外骨骼機(jī)器人行業(yè)正處商業(yè)化前夜，醫(yī)療和民用領(lǐng)域成為最主要應(yīng)用場(chǎng)景

1、外骨骼機(jī)器人發(fā)展迅速，行業(yè)規(guī)模發(fā)展迅速

外骨骼（exoskeleton）原指為生物提供保護(hù)和支持的堅(jiān)硬的外部結(jié)構(gòu)，外骨骼機(jī)器人（exoskeleton robot）是一種結(jié)合了人的智能和機(jī)器人機(jī)械能量的人機(jī)結(jié)合可穿戴裝備，可將人體感覺(jué)、思維、運(yùn)動(dòng)等器官與機(jī)器的感知系統(tǒng)、智能處理中心、控制執(zhí)行系統(tǒng)相結(jié)合，從而達(dá)到改善人體物理機(jī)能、提高身體素質(zhì)等目的。

根據(jù)結(jié)構(gòu)部位，外骨骼機(jī)器人可以分為上肢外骨骼和下肢外骨骼，也可以進(jìn)一步細(xì)分為膝關(guān)節(jié)、肩部、腰部、足踝部等部位外骨骼。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域，可以分為行動(dòng)助力、醫(yī)療康復(fù)、軍事用途、工業(yè)用途等功能差異的具體領(lǐng)域。根據(jù)能源供給，可以分為有源外骨骼和無(wú)源外骨骼。

外骨骼機(jī)器人分類(lèi)

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目前，外骨骼機(jī)器人在技術(shù)方面存在人機(jī)協(xié)同、自重問(wèn)題、安全性與穩(wěn)定性等問(wèn)題，另外產(chǎn)品成本高昂、續(xù)航較短、訓(xùn)練時(shí)間長(zhǎng)等方面存在挑戰(zhàn)：

（1）人機(jī)協(xié)同問(wèn)題：外骨骼需平衡機(jī)械結(jié)構(gòu)剛性與人體軟組織順應(yīng)性，綁帶壓力分布不均易引發(fā)皮膚摩擦損傷，且關(guān)節(jié)自由度與人體運(yùn)動(dòng)學(xué)不匹配可能導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)干涉，需通過(guò)仿生材料、柔性驅(qū)動(dòng)和自適應(yīng)阻抗控制技術(shù)解決。

（2）自重問(wèn)題：穿戴外骨骼的目的就是省力，若自重過(guò)重會(huì)適得其反。當(dāng)前電機(jī)重量在外骨骼整機(jī)重量的占比較高。如何創(chuàng)新電機(jī)，使更小重量、體積的電機(jī)輸出更高的力矩，提升功率密度是行業(yè)的難題。

（3）安全性與穩(wěn)定性：部分特殊場(chǎng)景對(duì)外骨骼故障率的容忍幾乎為 0。比如工人穿著外骨骼高空爬塔作業(yè)時(shí)，如果設(shè)備出故障，會(huì)引發(fā)重大安全事故。使用外骨骼的場(chǎng)景大多是安全敏感場(chǎng)景，當(dāng)使用者已經(jīng)依賴(lài)外骨骼后，一旦故障失靈，不慎摔倒，后果將非常嚴(yán)重。

（4）成本問(wèn)題：外骨骼的高性能芯片（如支持端側(cè)機(jī)器學(xué)習(xí)算法的雙核微控制器）、高精度傳感器（肌電/慣性傳感器）及精密減速器（諧波/行星減速器）等關(guān)鍵組件依賴(lài)進(jìn)口或定制開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致硬件成本占比超 60%，萬(wàn)元級(jí)產(chǎn)品仍面臨降本壓力。

（5）續(xù)航問(wèn)題：傳統(tǒng)鋰離子電池難以滿(mǎn)足外骨骼機(jī)器人連續(xù)工作 6 小時(shí)以上的需求，而增大電池容量會(huì)導(dǎo)致重量顯著增加，影響穿戴舒適性。

（6）訓(xùn)練時(shí)間問(wèn)題：意圖識(shí)別算法需融合多模態(tài)傳感器數(shù)據(jù)并適配個(gè)體運(yùn)動(dòng)特征，導(dǎo)致初始訓(xùn)練周期較長(zhǎng)，并且基于神經(jīng)重塑原理的康復(fù)訓(xùn)練需高頻次高強(qiáng)度重復(fù)動(dòng)作，才能有效刺激中樞神經(jīng)功能重建，對(duì)患者依從性提出極高要求。

外骨骼機(jī)器人發(fā)展情況大概可以分為以下三個(gè)階段：

（1）從 1960 年到 1980 年為技術(shù)探索和試驗(yàn)階段。美國(guó)科研機(jī)構(gòu)引領(lǐng)第一波研發(fā)熱潮，最早的外骨骼實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)以軍用為主，但難以投入實(shí)際應(yīng)用。各國(guó)科研機(jī)構(gòu)繼而開(kāi)展醫(yī)療康復(fù)等用途的外骨骼，實(shí)用性增強(qiáng)。

國(guó)外的外骨骼機(jī)器人研發(fā)較早，1960 年美國(guó)康奈爾大學(xué)研發(fā) Man-Amplifier 外骨骼；同時(shí)期，通用電氣與康奈爾大學(xué)合作研發(fā)出 Hardiman 可穿戴式動(dòng)力外骨骼。二者均以軍用為目的，但由于前期技術(shù)限制，對(duì)人體的輔助作用尚未達(dá)到應(yīng)有的效果。

1970 年代，威斯康辛麥迪遜大學(xué)研發(fā)的計(jì)算機(jī)控制多任務(wù)動(dòng)力型外骨骼，能幫助截癱患者行走。同時(shí)期，法國(guó)蒙彼利埃大學(xué)研發(fā)了氣動(dòng)型外骨骼機(jī)器人，也被作為醫(yī)療康復(fù)類(lèi)設(shè)備使用。

（2）從 1980 年到 2000 年為平緩發(fā)展階段。外骨骼機(jī)器人逐漸走出實(shí)驗(yàn)室，企業(yè)界和科研專(zhuān)家雙向推動(dòng)外骨骼機(jī)器人的技術(shù)研發(fā)和市場(chǎng)化。

1980 年代，美國(guó)的退役軍人 Monty Reed 研發(fā)了 Lifesuit Exoskeleton 外骨骼機(jī)器人，可以幫助殘疾人行走。

1990 年代，Dick 與 Edwards 研發(fā)了 Spring walker 下肢外骨骼設(shè)備，能夠增強(qiáng)跳躍高度。

（3）從 2000 年之后至今為技術(shù)突破性發(fā)展階段。2000 年后，外骨骼技術(shù)（材料技術(shù)、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)信息定向、驅(qū)動(dòng)器和控制器優(yōu)化、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)、人與外骨骼的人機(jī)交互接口設(shè)計(jì)等）實(shí)現(xiàn)了重要突破，既降低了生產(chǎn)成本，也提高了穿戴者行走跑步等運(yùn)動(dòng)性能，產(chǎn)品應(yīng)用范圍也發(fā)展至軍用、醫(yī)療、民用、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。

2000 年，為提高士兵的行軍能力，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局資助加州大學(xué)伯克利分校研發(fā)出下肢外骨骼 BLEEX。BLEEX 是有 40 多個(gè)傳感器，采用液壓驅(qū)動(dòng)，能支持負(fù)重 75kg 情況下以 0.9 米/秒速度行進(jìn)，或者無(wú)負(fù)重情況下以 1.3 米/秒速度行進(jìn)。

2004 年，日本筑波大學(xué)教授山海嘉之成立公司 CYBERDYNE，其核心產(chǎn)品為 HAL 外骨骼；,HAL 目前已發(fā)展到第五代。HAL-5 運(yùn)用單獨(dú)的生物意識(shí)控制算法和自主控制算法，使人的腦神經(jīng)系統(tǒng)與機(jī)器人成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)，并作為人體的一部分發(fā)揮相應(yīng)的功能。HAL-5 利用肌電傳感器實(shí)時(shí)采集人體運(yùn)動(dòng)信號(hào)，預(yù)測(cè)人體運(yùn)動(dòng)意圖，控制外骨骼機(jī)器人與人體的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。HAL-5 采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，產(chǎn)品重 15kg，動(dòng)力源小巧、使用時(shí)間長(zhǎng)，可應(yīng)用于醫(yī)療康復(fù)、殘疾人助力、災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)救援等多種場(chǎng)景。

近年來(lái)，隨著 AI 技術(shù)的更加成熟，以及碳纖維等輕量化材料應(yīng)用的不斷推廣，外骨骼機(jī)器人逐步從醫(yī)療康復(fù)的 B 端市場(chǎng)拓展到輔助行走領(lǐng)域的 C 端消費(fèi)市場(chǎng)。2024 年，Skip 公司（創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)來(lái)自谷歌）聯(lián)合始祖鳥(niǎo)推出一款新型的可穿戴設(shè)備：褲外骨骼 MO/GO。作為“世界上第一個(gè)動(dòng)力服裝”，MO/GO 瞬間火爆全網(wǎng)，在 24 年 8 月開(kāi)始接受預(yù)定，售價(jià) 4500 美元（約 3.3 萬(wàn)元）。同時(shí)也推出 8 小時(shí)租賃服務(wù)，一次 80 美元（約600 元）。前兩批 MO/GO 已經(jīng)在一周內(nèi)被預(yù)訂一空。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，截止2024年全球外骨骼機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模約為17.6億美元，預(yù)計(jì)到2032年將達(dá)到305.6億美元，復(fù)合增速超過(guò)40%。

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我國(guó)外骨骼機(jī)器人發(fā)展始于21世紀(jì)初，2000 年開(kāi)始，清華大學(xué)、浙江大學(xué)等高校和科研機(jī)構(gòu)開(kāi)展外骨骼相關(guān)研究，2013 年我國(guó)首部外骨骼裝置“單兵負(fù)重輔助系統(tǒng)”在軍工領(lǐng)域誕生；2017 年開(kāi)始商業(yè)化：工業(yè)運(yùn)輸方面，京東在 2018 年“618”活動(dòng)期間為員工配備鐵甲鋼拳外骨骼機(jī)器人輔助搬運(yùn)，希望提高員工工作效率；醫(yī)療方面，2017-2018 年，傅利葉智能、邁步機(jī)器人等初創(chuàng)企業(yè)開(kāi)始進(jìn)入康復(fù)外骨骼機(jī)器人領(lǐng)域，北京大艾的產(chǎn)品于 2018 年獲批國(guó)內(nèi)首個(gè) NMPA 注冊(cè)證，標(biāo)志著醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域開(kāi)始商業(yè)化。截止2024年，我國(guó)外骨骼機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模約為23.89億元，預(yù)計(jì)2025年將達(dá)到42.2億元。

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2、醫(yī)療領(lǐng)域成為最大應(yīng)用領(lǐng)域，戶(hù)外等民用領(lǐng)域亦逐漸興起

根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)外骨骼機(jī)器人行業(yè)現(xiàn)狀深度分析與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告（2025-2032年）》顯示，醫(yī)療領(lǐng)域是目前外骨骼機(jī)器人的核心應(yīng)用場(chǎng)景之一。以下肢外骨骼機(jī)器人為例，其可以為不同損傷程度、處于不同康復(fù)階段的患者，在康復(fù)訓(xùn)練或日常步行時(shí)，提供全方位的關(guān)節(jié)支撐、精準(zhǔn)的多向限位保護(hù)、科學(xué)的正確步態(tài)引導(dǎo)以及恰到好處的發(fā)力輔助。

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下肢外骨骼機(jī)器人醫(yī)療場(chǎng)景使用范圍主要包括：

（1）神經(jīng)康復(fù)：對(duì)于因中風(fēng)、脊髓損傷或其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病導(dǎo)致行走困難的患者，下肢外骨骼機(jī)器人可以為患者提供穩(wěn)定的支撐和行走助力，幫助他們恢復(fù)或改善行走功能。

（2）肌肉骨骼康復(fù)：對(duì)于因骨折、關(guān)節(jié)炎或其他肌肉骨骼疾病導(dǎo)致行走受限的患者，下肢外骨骼機(jī)器人可用于促進(jìn)肌肉恢復(fù)和增強(qiáng)關(guān)節(jié)活動(dòng)度，加速康復(fù)進(jìn)程。

（3）截肢者康復(fù)：對(duì)于截肢者，下肢外骨骼機(jī)器人可以配合假肢使用，提供穩(wěn)定的支撐和行走助力，幫助截肢者更好地適應(yīng)和行走。

（4）術(shù)后康復(fù)：對(duì)于術(shù)后康復(fù)者，下肢外骨骼機(jī)器人可用于預(yù)防跌倒、提高行走能力和促進(jìn)康復(fù)。此外，下肢外骨骼機(jī)器人通常配備有多種傳感器和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)患者的步態(tài)、肌肉活動(dòng)和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可以為醫(yī)生的康復(fù)評(píng)估提供依據(jù)，幫助他們制定更精準(zhǔn)的康復(fù)計(jì)劃。

根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)，近年來(lái)我國(guó) 65歲及以上人口數(shù)量逐年增長(zhǎng)，從 1990 年的 6368 萬(wàn)人增長(zhǎng)至 2024 年的 22023 萬(wàn)人，65 歲及以上人口占比從 1990年的 5.6%增長(zhǎng)至 2024 年的 15.6%，老齡化進(jìn)程加快，由于老年人多發(fā)慢性病或行動(dòng)不便，伴隨而來(lái)的是醫(yī)療康復(fù)和助行的需求增長(zhǎng)。

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從生命周期來(lái)看，目前外骨骼機(jī)器人處于商業(yè)化前夜。

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(lèi)行走意圖，計(jì)算所需的關(guān)節(jié)力矩，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)器精確地提供輔助動(dòng)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(jià)格，提升了外骨骼機(jī)器人的性?xún)r(jià)比。

應(yīng)用場(chǎng)景端，登山輔助應(yīng)用場(chǎng)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(mén)、中天門(mén)和南天門(mén)設(shè)立了 3 個(gè)租賃點(diǎn)，并在外骨骼機(jī)器人中增加了緊急呼救、景點(diǎn)講解等功能，配套服務(wù)已較為完善。

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此外，從融資端來(lái)看，根據(jù)企查查數(shù)據(jù)，2016 年至今，國(guó)內(nèi)外骨骼機(jī)器人領(lǐng)域融資事件累計(jì) 52 起，投資主體呈現(xiàn)多元化，包括張江科投、浦東資本等政府背景機(jī)構(gòu)，以及彬復(fù)資本、敦鴻資產(chǎn)等市場(chǎng)化投資機(jī)構(gòu)，體現(xiàn)了市場(chǎng)對(duì)外骨骼機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模前景和企業(yè)成長(zhǎng)潛力的看好。2025 年以來(lái)融資進(jìn)程顯著提速，僅半年時(shí)間就有 5 起融資，代表性案例包括傲鯊智能于 5 月 8 日完成數(shù)千萬(wàn)元 B 輪融資，資金重點(diǎn)投向消費(fèi)級(jí)產(chǎn)品多元化、核心算法優(yōu)化及全球化布局；程天科技于 3 月獲近億元 B 輪融資，資金將用于外骨骼技術(shù)迭代、腦機(jī)接口研發(fā)、生產(chǎn)基地?cái)U(kuò)建及海外市場(chǎng)開(kāi)拓。（YM）