这篇文章主要针对非医疗领域的外骨骼产业。谈谈行走江湖这几年对于外骨骼市场的一点感悟，也分享一下自己的想法。

最近和资方，客户，项目需求方等等探讨了很多关于外骨骼的应用以及未来的发展方向，可以说感触颇多。其实回顾从2002年开始，现代的外骨骼产业一直处于一种不断的迭代，开辟的过程。但如果深究技术领域以及市场需求，外骨骼产业同样可以用止步不前和迷茫来描述。因为想要解决的问题还是那几个，产品虽然一直在提升，但还没有出现哪款设备有着能够改变市场格局的能力。其实这样的发展也是在预料之中的。因为外骨骼本身就是一个学科，不单单是传统的产品。需求探索和技术研究都是需要同时进行的。

飞机，68年；汽车，62年；电话，50年；电视，22年；电脑，14年；因特网，7年；Facebook，3年。这些数字是这几个代表性的产业从开始出现到拥有5000万个用户的时间。我时常也会思考，对于外骨骼这样一个全新的人机载体，会用多久发展起来，会经历怎样的一个发展路线。

（下面的讨论将比较直接，不针对任何一个公司、产品，只针对市场和技术，仅以此希望能够反映出真实的情况并且探讨一个具有前景的未来。）

 

一．现在工业，军用外骨骼的主流产品有哪些以及市场现状

现在市场上的工业外骨骼主要作用只有3个，抬、搬、坐。下图是这三种设备在2019年统计的销售比例及预测。其中可以看到。目前在外骨骼实际应用的市场中，“抬”和“搬”几乎占据了绝大多数的市场，“坐”则仅有很小的一部分。

 

 

当然还有一些握力增强型设备，大型主动设备等等，不过暂时没有上面3类设备的保有量高。

“抬”-肩部助力外骨骼

首先讨论一下“抬”。这个是指针对高工位的肩部助力设备。 主要的应用在需要长时间重复性抬臂的岗位，能够在为手臂提供助力的同时有效的降低肩部劳损，特别是对于需要一直抬臂且姿势较为固定的工作，能够大幅提升工作效率。这里要强调一下，这个助力的目的主要是平衡人体手臂的重量和一定的工具重量，人体手臂重量是体重的约9分之一，所以当把这部分重力平衡后，肩部肌肉的劳损已经可以获得较大程度的缓解。

为什么“抬”会占据如此之多的市场份额呢？在很多人眼里，甚至我们遇到的一些客户眼中，这是最“没用”的设备，但恰恰是这个设备是最早的证实其有效性的外骨骼产品，且具有客户集中，群体消费能力强，单笔交易采购量大等特点。所以在工业外骨骼发展的前期占据了主要的市场份额。目前这种设备的客户还是集中于汽车产业，其他的还包括飞机制造，农业，装修施工等产业。在汽车行业里美国的Toyota可以说是在这个领域的先驱了。

Toyota从2016年就开始针对肩部外骨骼的实际应用进行评估，直到2018年才逐渐的进入规模化的使用阶段。到目前为止，全美十个工厂针对27个工种已经有600+外骨骼在使用，计划配备的工种总数到目前止统计到的是200种。2018年开始，由于采用了外骨骼，肩部的劳损案例及经济损失直接降至0。（国内这类统计数据普遍缺失，这也是国内外骨骼应用落地困难的原因之一。或者说工况分析系统的重要性。）随着汽车产业的使用，飞机制造，船舶，建筑，航天等领域也开始了此类外骨骼的应用研究。我们要注意一点，工厂中实际应用的肩部助力设备全部都是机械式的。主动的非常少，而且还只是处于试点阶段。有不少人认为：被动式的只是阶段性的方案，主动的是最后的方案，只是需要技术进步的过程。不过有一个问题不能忽略，“抬”是先有的主动还是先有的被动？所有研究人员，包括我在内，都是相信主动式设备的优势的。这类外骨骼的主动版本最早在日本出现，远远早于被动设备而且已经到了可以实用的阶段，它与现在的主动类设备并无太大的差异（其专利在中国也曾经注册过），被动的是后来才出现的。外骨骼和所有行业一样，技术路线决定不了设备优劣，对需求的认知和满足才能指导设备的形态。终端用户所需要的是舒适的，轻量化的，简单的，有效的工具。

目前国内外很多行业都在针对这类设备进行范围较大的实验，有一些工厂也逐渐进入到了实际应用阶段。国内的企业在这方面的情况和国外有很大的差异，这也导致了这类设备在国内推广的困难。这个差异其实并不是外骨骼与廉价劳动力的矛盾，也不是成本的问题。以车企为例，驱动车企使用外骨骼的原因是人机工学问题，在生产过程中是有一套完整的人机工学标准的，外骨骼出现之前已经有很多亟待解决和优化的岗位，而外骨骼恰恰提供了全新的解决方案。在国内，外骨骼在决策层的接受度还是比较高的，但真正的难点却是在员工的接受度上，这是一个不容忽视的问题。也许有人会问，外骨骼不是帮助人减轻负担的吗，为什么还会不接受呢。一个实际的问题，即使在有严格要求的岗位上，也有很多人并不愿意戴安全帽，更何况外骨骼。这是其一，其二则是在于目前的主流产品都属于针对累积性劳损的，而对于累积性劳损的保护很少会在短期内体现，除非之前有伤。在没有进行前期培训及讲解的情况下，直接把设备拿到产线上找几个人穿效果必然有限。其三则是心理排斥，在我们随机接触的使用者中，强调一下这里是随机接触而不是事先沟通过的志愿试用人员。有将近百分之50%的工人看到第一眼就有强烈的排斥感，以为这是打算进一步对劳动力进行剥削。想要解决以上问题并复制国际上的成功案例，客户企业和外骨骼制造商必须要紧密配合，加强培训和指导并有效执行是必经之路。

“搬”-腰腹助力外骨骼

这类外骨骼是一种针对需要长时间弯腰或者搬运的岗位的，也是目前品类最多的产品。其应用领域广泛，用户基数大，因此在后期市场发展中会逐渐超过肩部助力外骨骼的份额。

不难发现目前销量高的外骨骼都是机械式的，主动式的相对少些。但随着原理性问题的解决和新型外骨骼执行器的出现，在未来主动式腰腹外骨骼会有更好的发展。在对sEMG表面肌电信号的测试中（当然这种测试方法准确度较低，特别是定量分析时。不过也是目前较为可行的手段），对于搬运而言穿戴机械外骨骼肌电信号平均下降能达到15%-25%左右，对于上身固定前倾岗位也有达到降低60%的情况。而穿戴主动外骨骼在搬运过程中的肌电信号则有大幅的下降，通常在50%甚至更高，因为驱动器代替了人体肌肉输出力量。在数据上主动式外骨骼具有绝对的优势，但目前的市场份额上却是劣势。针对这种情况讨论两个最基本的问题，市场需求和与之对应的产品形态。

在工厂内部，对于过重的搬运物最经济有效的方案还是使用助力手。通过产线的优化和改进，这类较重物体的搬运问题是可以解决的。现在工人参与的岗位也是工人不借助外力下可以完成的，只是繁重与否的问题。因此与肩部外骨骼相同，真正要解决的是人机工学的问题。无论这个外骨骼是主动的还是被动的，着眼点都是降低疲劳，而不是把人变成“超人”。对于这类搬运岗位，这种“超人”设备现在是存在，他们叫“叉车，平衡器，机器手”。当然在以后的发展中需要高负重能力的外骨骼是必然趋势，只是场景不同。而且这种设备也将是全身式的设备并非单关节。

在外部环境中，产线用的助力设备较难安装，岗位灵活性大，外骨骼的应用空间相对广泛。不过与工厂内相同，需要解决的也是繁重与否的问题。按照这个思路推下去，从技术参数出发主动式外骨骼应该能够更好的解决问题，但是实际情况却又恰恰相反。这里就要引入产品形态的问题。

首先我们如何评价一款外骨骼产品的优劣呢？现有的方式有三种：

1. sEMG测试

这是之前提到过的表面肌电信号测试，通过肌肉的电信号来观察使用外骨骼和不使用外骨骼的肌肉输出力量的情况。以此来判断外骨骼对人体助力的有效性。

2. 新陈代谢测试

通过对人体穿戴外骨骼和不穿戴外骨骼进行耗氧量，心率，能量耗损等新陈代谢相关指标进行测试来间接反映外骨骼对人体是否造成了负担。这是一种对负重感，自由度的间接判断。

3. 问卷调查

顾名思义，就是通过问卷的形式调查使用者的感受。

真正影响销售和落地的是第三条，问卷调查。1,2条可以说是对于功能性的反映，只要是合格的外骨骼产品都能有效果，不然就没有任何功能意义了。但第三条却决定了是否被使用者接受。下图是CDYS肩部助力外骨骼在德国宝马总部做的部分测试结果，以此为例来说明一下。

浅色树状是CDYS外骨骼，深色的是欧洲的一款设备，这是一个对比测试。第1张图中显示的是sEMG的结果，优势还是非常明显的。第2张图是新陈代谢的相关指标，说明不会对人体造成负面影响。而第3张图则是问卷调查。调查的问题是：

1. 使用频率

2. 系统繁杂性

3. 使用简易性

4. 使用过程中是否需要技术支持

5. 各类功能有效集成

6. 与人体的随动情况

7. 学习效率

8. 笨重程度

9. 使用该设备的信心

10. 使用前是否要学习很多东西，程度如何

以上十条是终端用户所关心问题的一个缩影。其中使用频率，简易性，笨重程度和使用信心直接决定了是否能够落地。

福特和弗吉尼亚大学也曾做过很有代表性的问卷统计，下图的圆饼图标示了使用者所关心的问题。

这里我就不逐一翻译了，划重点：散热性，自由度，合身性，社会心理，重量，储存方法。

• 散热性，自由度，合身性，重量----》舒适性要求

• 储存方法---》整体的配套方案，其实还应包括清洗方式

• 社会心理---》员工们会思考几个问题：为什么给我用外骨骼，为什么别人不穿？穿上这个是不是代表我身体不好？。。。。（此外外骨骼不能设计的太张扬，不然是cosplay，奇装异服感也是影响因素）

外骨骼如果需要落地，参数仅占一部分。参数是给决策层看的，而综合体验感是给使用者的，使用者的满意才是落地的基础。现在外骨骼的重量，散热性，助力方式等等这些直接影响到舒适性的问题才是最大的产品难点。使用者不会在乎技术路线，而是在乎是否用起来舒服，用起来方便，用起来有效。针对不同的岗位，有效性的定义不能一概而论。但舒适性却是相同的。如果没有办法解决上述问题，外骨骼产品则很难真正落地。这也是现在主动式腰腹外骨骼的障碍。被动式虽然没有办法提供强劲的动力，但对于很多已有岗位已具有足够的实用性，且用户接受度较高，所以才占据了绝大部分市场份额。

外骨骼产品不能追求单一数据亮点或单一的功能亮点，而是应该着重考虑综合性能。从需求出发，根据需求整合技术，而不是让需求迎合技术。

“坐”--可穿戴座椅

这类设备我就不熬述了，销量极低的主要问题还是需求探究而不是产品本身。感兴趣的上淘宝搜外骨骼几百块能买一个，可以试一下。

军用外骨骼

外骨骼可以说是起源于军事，2002伯克利大学Bleex项目的开始标志着外骨骼重新回到了人们的视野中。后来洛克希德马丁公司也加入了这个行列。现在全世界各个国家或多或少的都有相应的军用外骨骼和产品。俄罗斯勇士2机械单兵外骨骼现在已经配备了25万套，美国则集中在主动式膝部单关节外骨骼的开发上（加大拿的技术由洛马执行)。国内也有公司和研究院进入了相应的行列。单兵的外骨骼是一个必然趋势，市场前景广阔。

现在单兵外骨骼主要功能是降低行军负担，提升负重能力。相应的新闻相信大家也总能看到。负重类的设备是一个非常明确的需求，但军用外骨骼的需求也不仅限于此，还需要更多的探索。例如随着一体化头盔的集成，颈部及脊椎类的外骨骼也会随之出现（瑞士已有相关研究），为了能够搭载更多装甲并保证灵活运动的穿戴系统（talos项目，最后由于过于复杂，以失败告终。不过也积累了研究基础），重型武器助力，重型工兵外骨骼（类似的设备现在美国可以租到，10万美金一年，虽然现在没有往工兵外骨骼上定义但方向相通）。相信随着军方的重视程度提升，该领域会出现更多不同品类的外骨骼。

二． 国内外外骨骼市场概况及趋势

目前为止主体市场集中在欧美，日韩地区。国内作为世界上的制造大国近乎处于蓝海状态。国际上工业外骨骼应用较早，产业正在逐渐形成规模。主要的客户群体以B端为主。国内则处于市场初期阶段，还需要一定的市场教育和积累。由于中国的国情不一样，工业外骨骼的发展周期有可能要长于欧美地区，不过市场基数的优势还是存在的。因此工业外骨骼必须要兼顾国际国内，双向发展。国内的外骨骼市场可以说是对外骨骼产品的试金石。很多国际上成功设备出口到国内最终都只是大厂拍拍视频摆摆样子，而没有实现规模性的落地应用。之前我在产品环节也讨论了这个现象的原因---使用者的接受度较低以及欠缺市场教育。要不断提升产品综合性能并控制成本才能满足终端用户及市场需求。如果在国内成功推动了市场的发展，从产品层面来说，国际市场上的优势也必然存在。

那么有没有可能问题根本不在产品本身，而是对于国内而言，这种设备根本就没有用武之地，巨大的劳动群体，廉价的劳动力，自动化的高速发展，这么鸡肋的东西要他干嘛？

首先说一下自动化和外骨骼之间的矛盾：的确自动化会压缩外骨骼的市场空间，但它们的目的完全不同。一个是为人服务，一个是为产线服务。只不过外骨骼现在只是出现在了可以用自动化替代的岗位上，但随着技术的发展，自动化和外骨骼会同步发展，都将获得更多的应用空间。此外还有一点，以目前人类的技术水平，在需要判断力以及经验的体力劳动岗位上，能用自动化完全取代人类的工时仅有25%，而且是在不计成本的前提下。外骨骼在未来也不一定是给人穿的，类人型机器人的开发将会基于外骨骼的原理性研究而出现全新形态。

巨大的劳动群体，廉价的劳动力，我们还要外骨骼吗？工业外骨骼的最终市场模式应该是toB和toC相结合的。目前为止我们已经接到了大量的B端需求，其中有我们现有产品可以满足的，也有一些需要研发的。国内已经开始了对外骨骼的认知并且各大企业也都在立项研究。不过国内外骨骼的突破口却不一定像欧美那样是从大B端开始的。欧美地区使用外骨骼的大B端是有专门负责外骨骼项目的人员甚至部门的，他们基本对市面上所有的产品如数家珍。这些人的目的就是探索外骨骼的应用，而且每年的WEARRACON会议这批人都会进行演讲来分享工厂的外骨骼使用情况，问题，和潜在需求。因而具有较好的发展土壤。国内则刚刚起步，大B端正在探索如何应用，这个过程中其实也是存在很多难点，需要供应商和企业达成共识并密切配合。相比之下中国最具生命力的是大量的中小B端。决策速度快，沟通扁平化，流程环节直接，这些都是有助于快速推广的。招工困难，工作繁重，年轻人流失，老龄化等等原因都使得企业在不断重视人员的稳定性。我们虽然不是第一个在淘宝上销售外骨骼的公司，但对于一向以B端为主要客户的我们在今年做了个比较冒险的尝试，将一款被动式腰腹助力外骨骼新产品以c端价格挂到了淘宝上来进行国内市场验证。就是为了确定国内的用户画像并尝试打破国内外骨骼发展僵局。可以说目前的销量超出了我们的预期，当时做这个决定的时候我的确顶着很大压力，也怀疑是不是甚至一套都卖不出，因为对于这个市场而言，太早期了。在购买的人群中，B端占60%，个人占30%。有代理意向的10%。而这些B端都是中小B端，一般是自己有工厂，家族企业，店铺等等。也有很大一部分通过淘宝联系到我们形成直接采购的大B端或政府相关部门。个人占比虽然最少，但是购买意愿则是非常明确的，大部分是体力劳动者，对于C端，外骨骼的价格肯定是偏高的，在不了解使用效果的前提下决策相对犹豫。不过我们也是推出了15天退货的服务，降低购买压力。不同客户对于外骨骼的功能认知，穿戴排斥感，场景定位准确性都出现了各异性。需求是存在的，而且是值得进一步探索的，但同时也反映出来了市场教育的重要性。

• 国内的外骨骼市场存在着一个需要重视的问题----认知误区

从2019年开始，外骨骼产业在逐渐的进入一个大众认知期，其主要原因要归功于媒体对外骨骼产品的争相报道，无论是送外卖，军用，还是一些物流试点的使用等等，让大众逐渐的产生了对外骨骼的一种期待。但同时我们不得不面临一个问题---认知误区。这个问题将有可能对外骨骼的产业造成非常不利的影响。

各大媒体，营销号，短视频等都比较喜欢用类似“妹子秒变大力士”这类宣传语。宣传方式都在以科幻片里的理念作为基础来渲染。只要一提到外骨骼，消费群体就会产生各种联想。拉开了实用性和消费者心理预期的差距，最终导致客户满意度下降。先不讨论妹子能不能搬动，关键是产品功能是否是建立在落地所需的综合性能的基础之上。如果不是，就不应以产品的态度宣传，应以实验研究作为基调。宣传的目的不单单是博人眼球，更重要的是促进产业发展。

对于产品而言，首先要有明确的产品定位，现有的工业外骨骼最准确的产品定位是PPE：personal protective equipment，个人防护设备，无论是何种技术路线或产品形态。在市场教育和宣传过程中应着重向正确的产品定位去引导，不要过度宣传。对于toB的销售，工厂买给工人用，而非工人自己决策购买。这种情况下错误宣传的另一个直接负面影响导致部分使用者认为这个设备的目的是为了让自己能干更多更累的活，这与外骨骼的防护目的完全背道而驰，娱乐了看官，却提升了真正使用客户的排斥心理。错误的引导造成的负面情绪在外骨骼的推广中是确实出现过的。

外骨骼在国内的工业市场确实需要一定的教育和积累。而且对于功能性的认识上要下大功夫。但在军事领域，外骨骼在未来几年内将迎来增速发展。近年来相关的招标需求层出不穷，而且国家也将单兵外骨骼发展列入计划，以2025年为一个重要时间节点。相关企业或研究人员可以着重注意一下这个领域的动态。

三：外骨骼技术的研究历程及突破口

首先看一下外骨骼的发展进程：

外骨骼不是一个新概念，之前提到的Bleex项目是现代的外骨骼商业化开端，包括后来洛克希德马丁的项目，它们都与真正实用有很大距离。所谓的技术限制因素相信所有人都能想到。但仅仅如此吗？我们基于已有的知识积累去开辟新的领域是好的，但是也是存在问题的。人们总会习惯用现有的东西去套用，生活在自己理解的世界里，对于不理解甚至会产生抵触，抗拒，技术发展更是如此。外骨骼是一个新学科，不是机器人的堆砌。当然如果说类似机甲的重型外骨骼是机器人的再开发是没错的。但是如果助力形式是与人体协同发力的话，这则是一个全新的领域。传统的机器人套用思路如果能够满足需求，这个行业在2010年之前早已蓬勃发展。

外骨骼的出现过程是主动式再到被动式，未来还会出现半自动并最终回归主动。（这里说的是与人体协同发力的外骨骼）那么为什么先出现的是主动的而不是被动的呢？因为相对简单，容易入手。先别急着反驳，容我一步步解释。

外骨骼的控制系统很复杂，具有新型的执行器，各类传感器遍布整个结构，需要高效的能源系统以保证强大的算力和做功。无数的技术壁垒让人感觉到高科技满满。不过尝试一下把上一句话的“外骨骼”换成别的词，是不是基本和机器人相关的东西都可用这些后缀来描述？换句话说这些技术壁垒没有一个是针对外骨骼的，而是通用的。对于做机器人相关研究的，在这个方向和思路上都可以做外骨骼，这个方向解决的是工程问题，已经体系化的工程问题，而不是原理问题。为什么说简单，如果从造机器人的角度出发去研究外骨骼，我只要研究好自由度，加上骨架，放个执行器，全力研究控制，就完成了。无论过程多曲折，里面又涉及到了多少技术突破和细节，但也只是工程问题。这种工程问题解决的好的话做其他机器人也ok，这也是为什么好多国外很早就开始做外骨骼的公司也做别的机器人，而外骨骼却成了噱头。其中也不少是迫于资方压力和生存压力。基于这种路线下做出来的产品最大的应用点就是医疗。从军队到医疗，技术复杂度一步一步缩水，应用领域也不断缩减，比如各类医疗外骨骼公司都是用可移动式的助残外骨骼作为营销亮点，但撑起销量的全都是固定式的。这种路线下工业领域外骨骼更是被压缩到除了国内全世界只剩几家在做。用这些基础做机器人毋庸置疑，但做外骨骼研究还是不够的。总结一下，先出现主动式外骨骼的原因是它是基于传统机器人思路下的工程问题，有据可循，人才对口，因而说它相对简单。

这种研究思路直到2010年以后才开始规模性的转变。之前有提过外骨骼是一个学科，不单单是解决工程问题。当上升到学科领域时，我们所要解决的就是原理性问题。举个简单的例子，当人类发明飞机时，是先研究的发动机还是先研究控制系统？没人会去做这些，首要解决的就是机翼的形状和整体结构，即使没有理论支撑的前提下也要通过实验找出可行的方案。人体就像空气，外骨骼如同机翼。空气是多变的，复杂的，柔性的，人体也是如此。外骨骼产生的力学环境如何与人体作用好比机翼和空气的作用。我们可以用野蛮的方式扇起一阵大风，更有优雅的方法达到同样的效果。首先是要深入了解人体动作的发力形式。举个例子，市面上现有的主动式肩部外骨骼和被动式肩部外骨骼，对于现在高工位这样的岗位，能给人提供的助力上限最多是所需的50%。无论采用何种驱动方式。原因藏于冈上肌，冈下肌，大圆肌，小圆肌。

这种类似的问题是局部性问题，相对基础些。更深入一点的就是欠驱动系统和张拉一体结构在外骨骼中的应用了。如果创造出高效的自适应人机力学界面，就可通过更换基础骨架上的执行器而实现主被动的不同产品形态。大幅降低重量，复杂度，提升整体效率，简化控制系统。基础理论所衍生的新型结构以及类人执行器是外骨骼技术向前发展的突破口。最后是控制系统优化。而且到那个时候，控制系统可能已经完全不一样了。

外骨骼是一个需要并且值得从基础做起深入研究的产业，它从机器人产业中诞生的，但真正的变革却在跨学科领域中，最终将创造全新的机器人产业。

尚可 赤源动力 创始人