正如我们
先前所写，实验室外骨骼是我们实验室工作的重点领域之一。
当我们听到外骨骼一词时，小罗伯特·唐尼（Robert Downey Jr.）的身影始终穿着我们，身着铁人的紫金盔甲，高高耸入云层，将人类的敌人左右分散。
现有和正在开发的外骨骼目前尚无能力举起多吨载荷，在平流层中飞行并提高超音速，但这也许不是它们所必需的吗？
什么是外骨骼？
国际标准
ISO 13482：2014 （zh）机器人和机器人设备-个人护理机器人的安全要求将外骨骼分类为在使用过程中附着在人体上的辅助机器人，通常被称为服装机器人。 美国国家陆军研究实验室在机器人技术的开发商和运营商之间进行了
一项调查 ，
调查了什么是“穿戴式机器人”，所有受访者都同意：
- 这些是可穿戴的机器人工具，其元素直接固定在操作人员身上。
- 这些是机器人工具，可以物理地减轻操作员的负担，为操作员提供身体支持，并提高其运动能力。
因此，外骨骼是具有拟人化结构元素的可穿戴（佩戴在人身上的）机械设备或机电一体化软件包，旨在通过同步复制和支持后者的运动活动来使人的身体能力倍增。 说到提高身体能力，我们不仅是指奥运会的“更快！ 上面！ 更强！”，而且更健康，更坚固，更高效，技术上更正确。 外骨骼旨在帮助人们克服一些现有的生理障碍，从而将人类工人的智力，创造力，适应性和学习能力与机器人工人的力量，耐力和准确性相结合。 在本节中，外骨骼也是一种特殊的协作机器人技术。
外骨骼的历史和演变
外骨骼的祖细胞可以被认为是被消除的。 弹性-一种旨在用于军事用途的，便于步行，跑步和跳跃的设备。 本发明的作者是俄罗斯发明家尼古拉·亚历山德罗维奇·雅格（Nikolai Aleksandrovich Yagn，1849年-1905年）。 在十九世纪末，他开发了无源外骨骼
“ Elastiped”的几种修改并申请了专利。
通用电气公司的专家在20世纪60年代初就尝试开发功率外骨骼。 美国国防部委托开展了一个名为Hardiman的项目。 在该项目的过程中，开发了带有电动液压传动装置的两轮驱动平台和一个机械手，其设计旨在提供起吊总重量达680 kg的负载的可能性。
草绘的N.Y. Yagna，素描外骨骼设计的一个重大缺陷是在操作过程中发生的振动，这导致设备在测试过程中反复倾覆。 尚未进行涉及操作员的测试。
结果，研究集中在外骨骼操纵器之一的开发上。 尽管开发人员设法达到了750磅（340千克）的目标负载能力，但设备本身的质量却几乎达到了四分之三吨，是举起的有效载荷质量的两倍以上。
无法克服设备的设计缺陷，结果，由于缺乏进一步开发的前景，Hardiman项目于1971年被关闭[https://en.wikipedia.org/wiki/Hardiman]。
右边是Hardiman外骨骼的原型。1970年代，南斯拉夫科学家米奥米尔·伏科布拉托维奇（Miomir Vukobratovich）用气动装置制造了一个原型外骨骼，该骨骼原本应该可以帮助瘫痪者重新站起来。 在80年代，伏科伯拉托维奇（Vukobratovich）向苏联展示了他的外骨骼。 随后，俄罗斯和欧洲的科学家在创建其技术时将Vukobratovich的项目作为基础。 因此，在1980年代初，N。N. Priorov中央创伤骨科研究所的残疾人骨骼出现了。
有趣的是 ，著名的俄罗斯项目ExoAtlet由刚刚在莫斯科国立大学研究Vukobratovich项目的科学家完成。
Miomir Vukobratovich的外骨骼缺乏紧凑和安全的能源，缺乏有效的动力组件和控制装置严重阻碍了外骨骼的发展。
直到2000年代中期，才开始实现创建“西服”的想法。 例如，美国国防高级研究计划局（DARPA）于2001年启动了外骨骼的开发，这是人类行为增强外骨骼计划的一部分。 该机构通过一项为期五年的计划，向各种参与者提供了5000万美元的资金。 作为该计划的一部分，开发了来自犹他州盐湖城Sarcos Research的可穿戴能源自主机器人（WEAR）系统，此后进一步完善和现代化，引入了全尺寸动力
外骨骼XOS2 ，并由国防巨头雷神（Raytheon）引入（后者于2007年收购了Sarcos Research年）。
资料来源-陆军技术当前，外骨骼主题正成为服务机器人技术发展最快的领域之一；世界上多个国家的数十个科学组织和工业企业都在开发自己的外骨骼复合体，包括美国，日本，以色列，德国，中国，法国，新西兰，挪威，英国，韩国，意大利和俄罗斯。
为什么是工业外骨骼？
通过对世界经验的分析，我们可以得出结论，目前，外骨骼模块和基于它们的复合体的应用在三个关键领域：
- 军事外骨骼;
- 康复外骨骼和外骨骼，以弥补残疾人行动不便的情况；
- 工业用外骨骼。
如今，对工业外骨骼的方向最为关注，其原因有很多。
原因1：市场方面
专为工业生产而设计的可穿戴机器人工具正成为骨骼外科技术商业应用增长最快的领域。
2015年至2017年期间全球外骨骼市场的动态，并预测2018-2020年。 根据IFR
到2023年至2024年，对外骨骼市场发展的分段预测。 基于“
全球市场洞察力”和“
市场与市场”的研究 。
用于工作和工业的外骨骼可以在建筑工地，干船坞，工厂，仓库甚至外科手术室中使用。 此类设备的推出为三个关键业务任务提供了解决方案：
a）提高劳动生产率并减少手工生产操作的复杂性；
b）减少与生产单位工人的工伤和职业病的发生有关的社会和补偿金的数额；
c）通过创造更舒适的工作条件，为员工提供更多动力。
在可穿戴机器人协会的最新演讲中，约瑟夫·希特博士（Joseph Hitt博士）
将生产和建造的外骨骼
描述为外骨骼市场的“低垂果实”，这确实是事实，因为与康复或军事外骨骼相比，存在许多领域，例如工业动力服显着优势：
a）消费者的圈子非常广泛，不仅限于特定的特定潜在购买者群体，此外，目标受众包括许多具有高偿付能力的最大制造公司，这些公司将来将能够为其工人购买数百万个工业外骨骼;
b）迄今为止，在这个利基市场中，尚无明确的领导人和公认的当局；
c）没有进入市场的行政和立法障碍；
d）较软的性能要求（例如，与类似的军事解决方案相比），不存在与所用组件库相关的限制，因此，降低了开发和制造成本。
原因2：社会方面
即使在现代高科技制造企业中，作为生产过程的一部分，许多操作也很难实现自动化。 根据欧洲改善生活和工作条件基金会的说法，多达64％的高技能工人将近四分之三的工作时间都花在了搬运和搬运各种物品上。 生产专家经常不得不求助于体力劳动，其结果是暴露于增加伤害可能性的有害因素下，主要是各种肌肉骨骼疾病的发展，这些疾病仍然是欧盟最常见的职业病。 反过来，这导致工人在其残疾期间的维护成本增加，并导致整个企业的劳动生产率下降。 根据工作基金会的数据，如今约有4400万欧盟工人患有肌肉骨骼异常，这些疾病总计给欧洲经济造成约2400亿欧元的损失。 这些只是欧盟国家。 [
Van der Vorm，约翰； 伦纳德·奥沙利文； 纽金特，瑞秋； de Looze，Michiel。 制定工业外骨骼安全标准的考虑因素 ]。
原因＃3：技术方面
工业外套对整个外骨骼行业的技术约束特征不那么敏感。
a）与在完全能源自治的条件下用于野外和行军的军事外骨骼不同，工业外骨骼主要用于车间，仓库，生产线等。 因此，减少了为外部动力装置的主动驱动单元供电的自主能源的需求，此外，由于电网的可用性，所有种类的电池和发电系统的需求完全消失了一个小时。 对于带有液压驱动器的外骨骼来说尤其如此，因为 避免了将移动加油站直接放置在外骨骼箱上的需要，从而消除了许多相关的困难。
b）工业外骨骼控制系统的要求水平明显低于医疗或军事用途的类似解决方案。 一方面，外骨骼操作员是一个身体强健的人，这意味着他可以在“传统”器官和控制界面（例如操纵杆，触摸板，语音界面等）中使用技术工具，因此，他不需要复杂的学习，昂贵和昂贵的操作。高科技接口解决方案，例如神经计算机接口。 另一方面，在工业外骨骼中，对控制动作的反应速度和准确性并不像在军事外骨骼中那样关键，因为在敌对情况下，反馈延迟的二分之三到十分之三秒会简单地使操作人员丧命。 使用工业外骨骼的条件通常不是那么关键。
应当指出的是，以上几点不应误导您：能源，有效的人体工程学管理和安全使用的问题是整个外骨骼产业的基石，而工业外骨骼绝非例外，我们只说要求的水平在这种特殊情况下，这些技术方面的问题可能会大大降低，这当然尤其取决于应用程序的条件和具体情况。
工业外骨骼的分类
按照设计，工业外骨骼可以分为上，下身的外骨骼，也可以是全尺寸外骨骼。
根据作用力的性质，被动式（未配备驱动解决方案，在这种情况下，通过使用各种类型的阻尼器，弹簧，天平等来进行支撑和卸载）和主动式，根据使用的类型又可以将其分为子类驱动解决方案（机电，液压，气动，组合）。
根据能量供应系统的结构，主动外骨骼也可以分为自主性和非自主性。
根据其用途，用于工作和工业的外骨骼复合体可分为
6类 ：
- 用于固定工具的外骨骼：这些外骨骼包括一个弹簧肩，一个机械杠杆，在该机械杠杆上安装了工作工具。 杠杆连接到下身的外骨骼模块和配重系统，同时器械的重量转移到地面。 在大多数情况下，这种外骨骼是被动的，但是也有类似的解决方案，其驱动器位于底部
。
- 不带椅子的椅子：这些是轻巧的外骨骼，可以固定在对操作员最方便的位置上，从而减少了在长时间处于直立或静态位置（例如半蹲位置）的情况下工人的疲劳感和疲劳感。
- 支撑背部的外骨骼：这些外骨骼可以保持适当的姿势，并在倾斜和抬起时减轻背部和脊柱肌肉的压力。
Exoskeleton BackX，美国ExoBionicks - Exo手套：机械化手套，可以帮助工人紧紧握住重型手工具。 还有一些反作用装置，可以帮助手掌自然张开而出现生理问题的工人用外骨骼手套张开手指。
- 全尺寸的防化服：几年前，人们认为重型全尺寸的防化服将用于解决生产问题。 现在，大多数开发人员已转向更紧凑，高度专业化的解决方案，但是，大型全尺寸外骨骼项目现在仍在继续开发。
全尺寸外骨骼Sarcos Guardium XO，Sarcos Corp.，美国 - 补充人类的机器人模块：骨骼模块，为工人提供了另一双手。 安装在主体上的两个或多个操作员安装的机械臂用于将工具或工件固定在适当的位置。
今天谁来设计或制造工业外骨骼？南韩大宇造船海洋工程
现代汽车公司
美国Sarcos /雷神公司
洛克希德·马丁
美国生物尼克
Ekso Bionics Holdings，Inc.
日本松下-Activelink
赛博顿
本田
三菱重工
法国Gobio机器人
纽西兰莱沃
瑞士Noonee AG
以色列Rotbot系统
俄罗斯椅子
该文本由Sberbank机器人实验室的Albert Efimov和Igor Orlov编写。