原標(biāo)題:電影中的“鋼鐵俠”走了,現(xiàn)實中的“鋼鐵俠”來了
文|佘凱文
來源|智能相對論(aixdlun)
在《復(fù)聯(lián)4》中,陪伴我們多年的鋼鐵俠,托尼.史塔克還是在不舍中離我們而去(不.是.劇.透),鋼鐵俠這一形象,曾拯救漫威于將傾,他同樣也是很多人打開科幻世界大門的領(lǐng)路人。
多少人,特別是男孩,在當(dāng)初看完鋼鐵俠后會幻想什么時候自己也能擁有這么一套機(jī)甲,時至今日這個夢想離我們越來越近。
外骨骼設(shè)備已在多領(lǐng)域落地
鋼鐵俠的戰(zhàn)甲其實就是一套外骨骼穿戴式設(shè)備,也可以稱為穿戴式機(jī)器人,這類設(shè)備對于技術(shù)要求很高,需要集人工智能、傳感、移動控制、信息、能源、驅(qū)動系統(tǒng)等等于一體。
外骨骼機(jī)器人能夠為穿戴著提供動力,其應(yīng)用范圍十分廣泛,國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)很多較為成熟的產(chǎn)品。
在實際落地中,外骨骼設(shè)備主要分布在兩個方向,一是增幅型、一是輔助型,前者主要運用在軍事及工業(yè)領(lǐng)域,后者則在醫(yī)療領(lǐng)域較為常見。
外骨骼機(jī)器人的概念最早是來源于軍事領(lǐng)域,2000年左右,美國軍方產(chǎn)生了培育超級士兵的想法,“外骨骼機(jī)器人”在此時被提出。
美國軍方期望通過這類外骨骼穿戴式設(shè)備來提高士兵們的單兵能力,由外部機(jī)械進(jìn)行增幅,使其在速度、彈跳、力量等方面獲得提升。
目前比較有名的軍事外骨骼機(jī)器人有美國雷神公司的XOS以及洛克希德馬丁公司的人類外骨骼負(fù)重系統(tǒng)。
近幾年,國內(nèi)對于軍事外骨骼機(jī)器人的重視程度也越來也高,例如中國兵器集團(tuán)、中國航天工業(yè)集團(tuán)、中國科學(xué)院自動化研究所等單位都在進(jìn)行這方面技術(shù)的研發(fā)。
像在電影《流浪地球》中,外骨骼設(shè)備也多次出鏡,例如配備加特林的機(jī)型手臂,還有最后齊心協(xié)力推動“頂針”所使用的增幅手套,都屬于外骨骼設(shè)備。
在軍事領(lǐng)域外,目前外骨骼設(shè)備運用最多的當(dāng)屬醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域。在該領(lǐng)域外骨骼設(shè)備主要是用在殘障人士及老年人身上,在擁有外骨骼機(jī)器人后,可以幫助恢復(fù)行走能力,或者直接賦予重新站立行走的能力。
在這方面比較著名的有美國EksoEkso Bionics公司,早在2012年,其設(shè)備就已經(jīng)開始像醫(yī)院和康復(fù)中心提供。
國內(nèi)方面,近幾年也涌入了一大波公司,包括傅利葉智能、尖叫科技、大艾、邁步、程天科技等等。
這些公司相比國外大型公司起步較晚,但目前都已經(jīng)拿到市場融資,說明市場對于外骨骼機(jī)器人的前景十分認(rèn)可。
大艾旗下的外骨骼機(jī)器人,于2018年6月成為中國首個通過CFDA認(rèn)證的下肢外骨骼機(jī)器人。
在軍事和醫(yī)療康復(fù)之外,另一個備受外骨骼機(jī)器人關(guān)注的就是物流搬運場景。
特別在國內(nèi)市場,據(jù)國家郵政局發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,2018年我國快遞業(yè)務(wù)量達(dá)到507.1億件,外骨骼設(shè)備對于相關(guān)從業(yè)人員而言變得十分必要。
京東在2017年就為旗下員工配備了外骨骼機(jī)器人,雖然京東早已開始部署無人倉儲系統(tǒng),但仍需要人工來協(xié)助機(jī)器工作。員工每天彎腰幾千上萬次分揀快遞,長此以往,鐵打的身體也受不了。
京東的外骨骼機(jī)器人運用了壓力傳感器、陀螺儀、無線傳導(dǎo)等技術(shù)和儀器,憑借動力學(xué)原,幫助工人減輕負(fù)重,減少身體損傷,并大幅度提升效率。借助外骨骼設(shè)備的動力系統(tǒng),即便是女性員工也能輕松搬運15KG的貨物。
除了以上領(lǐng)域,外骨骼機(jī)器人還在救災(zāi)、搶險等場景得到廣泛運用。
你與“鋼鐵俠”之間只差450000刀
如果說上面那些設(shè)備看起來與“鋼鐵俠”還有差距,那么接下來這套你應(yīng)該會滿意。
英國的一家公司Gravity Industries研發(fā)了一套“飛行裝甲”Jet Suit,穿上它你便可以像鋼鐵俠一樣,感受飛行的樂趣。
這套設(shè)備帶有6 個迷你飛行引擎,各重22公斤,分別裝上4 個于雙手臂以及兩個于小腿或背上,使用鋰電池啟動,之后通過燃燒燃料的方式持續(xù)提供動力,穿戴著通過改變身體方向來控制飛行。
在飛行高度及速度方面,Jet Suit一定超過了你的預(yù)期,其最高飛行高度可達(dá)將近4000米,而最快時速接近89公里每小時。
2017年,Jet Suit還創(chuàng)造了身體控制噴氣發(fā)動機(jī)動力套裝中速度最快的吉尼斯世界紀(jì)錄,并且還入選《時代》雜志,2018年度代“年度最佳發(fā)明榜單”。
這套設(shè)備的研發(fā),其主要目的是為了讓人類重新思考未來飛行的模式,但目前而言技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足實際需求,在啟動后每分鐘會消耗4公升的燃料,飛行時間最多持續(xù)9分鐘。
好消息是,Jet Suit已經(jīng)在英國的Selfridge百貨公司進(jìn)行出售,其售價為45萬刀(約300多萬人民幣),并且全球限量9套。
目前,Gravity Industries正打算推出一個世界級重力競賽系列,各家憑借自己的飛行裝備進(jìn)行角逐,已經(jīng)在與可能的主辦城市、媒體單位和贊助商就賽事具體運行進(jìn)行討論,最快可能會在今年年底。
說起來,這套設(shè)備其實并沒有太多實際功能,只能用來娛樂,雖然全球限量9套,但我想應(yīng)該還沒賣完,錢多任性的朋友們,不妨可以考慮入手一套,畢竟300萬在北上廣的市中心也只夠買個廁所,但有了它你可能就是下一個“鋼鐵俠”。
外骨骼機(jī)器人在國內(nèi)的商業(yè)化還有難題
雖然強(qiáng)大的功能性和龐大的市場需求,讓外骨骼機(jī)器人已經(jīng)踏上了商業(yè)化的進(jìn)程,但結(jié)果并不如想象中美好。以醫(yī)療康復(fù)外骨骼設(shè)備為例,三個方面的問題不解決,市場將無法達(dá)到期望的高度。
首先,價格問題是外骨骼機(jī)器人大規(guī)模普及性應(yīng)用的最大絆腳石。受硬件技術(shù)影響,目前國內(nèi)大部分外骨骼機(jī)器人公司還無法實現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn),這導(dǎo)致了產(chǎn)品價格高居不下。
大體上一臺普通國產(chǎn)醫(yī)療外骨骼機(jī)器人的售價大概在20-50萬左右,雖然相比美國、日本的進(jìn)口產(chǎn)品動輒100萬,甚至200萬一套的價格要低出很多,但這依然不是普通民眾可以接受的價格。
2016年,尖叫科技CTO李牧然表示“我們希望三年內(nèi)能達(dá)到一臺大家電的價格。”現(xiàn)在3年過去了,但產(chǎn)品價格基本沒有什么變動。
在價格不變的情況下,將設(shè)備納入醫(yī)保范疇,或許可以解決用戶“用不起”的難題,但顯然這不是一時半會能夠?qū)崿F(xiàn)的,所以產(chǎn)品價格無法下調(diào),其商業(yè)化進(jìn)程注定艱難。
其次,技術(shù)問題理所當(dāng)然也會成為攔路虎。雖然目前外骨骼機(jī)器人在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用相對成熟,但由于國內(nèi)行業(yè)起步較晚,在技術(shù)方面一度被美、日等國壟斷,并且在上游核心零部件方面也嚴(yán)重依賴國外。
另一大技術(shù)難題體現(xiàn)在續(xù)航方面,目前外骨骼機(jī)器人還是以蓄電池供電,續(xù)航能力上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到24小時的使用要求,使用者的活動范圍受到電池的容量和效率極大的限制。如何提高能源容量或改變現(xiàn)有充電方式,來擴(kuò)大使用者活動范圍及效率成為了關(guān)鍵問題。
最后,外骨骼機(jī)器人作為一種貼身設(shè)備,被視為人類身體的外延,那么其舒適性也非常重要。雖然穿戴式外骨骼設(shè)備的研究已經(jīng)比較成熟,但對于民用舒適性還沒有足夠重視。
對于外骨骼機(jī)器人而言,其在人機(jī)工程學(xué)這一與使用者密切相關(guān)的領(lǐng)域投入得還稍顯不足。
目前大多數(shù)醫(yī)療康復(fù)外骨骼設(shè)備都是采用的捆綁穿戴,而這種穿戴方式會給人帶來壓迫感,十分不舒服。在熱濕舒適性和觸覺舒適性方面,其標(biāo)準(zhǔn)也還需要提高。
因此,這三個決定性問題無法得到解決,外骨骼機(jī)器人商業(yè)化發(fā)展就難入正軌。只有當(dāng)解決這些現(xiàn)實問題,外骨骼機(jī)器人才能在廣闊的市場中,取得高速且持久的發(fā)展。
【完】
智能相對論(微信id:aixdlun):深挖人工智能這口井,評出咸淡,講出黑白,道出深淺。重點關(guān)注領(lǐng)域:AI+醫(yī)療、機(jī)器人、智能駕駛、AI+硬件、物聯(lián)網(wǎng)、AI+金融、AI+安全、AR/VR、開發(fā)者以及背后的芯片、算法、人機(jī)交互等。
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