“仿佛获得与身体融为一体的肌肉”……不输钢铁侠战甲的“贴身K机器人”[白钟珉的冲击波]
体验Angel Robotics K机器人技术
强化人类的可穿戴机器人,年均有望增长40%
电影《钢铁侠》是能与人体结合、增强能力的“可穿戴机器人”的代名词。影片中的机器人以目前技术水平尚无法实现,但其发展方向十分明确:是为那些希望拥有更大力量,或需要帮手来弥补身体不便的人而存在。随着人工智能(AI)的发展,能够替代人类的类人机器人备受关注,但可穿戴机器人市场已经呈现出强劲的增长势头,是一个正在进行时的产业。
今年6月,在可穿戴机器人制造商Angel Robotics的新产品发布会上,记者亲身体验了为步行治疗而开发的“Angel Suit H10”。此前虽然体验过帮助搬运重物的穿戴式机器人,但这种形态的机器人还是第一次。
怀着好奇与一丝紧张,将身体交给了机器人。最近记者因为腿部疼痛,行走不便,因此更为期待。公司方面表示,这是一款具备下肢肌力强化及步行辅助功能的轻量化穿戴式机器人,目标是可广泛应用于脊柱及关节手术后恢复期患者、神经系统疾病患者、肌少症患者等多种康复场景。
在真正体验之前,记者仍难以打消疑虑:如说明中所说,可穿戴机器人真的能缓解不适吗?在工作人员的帮助下穿上包裹腰部和双腿的外骨骼后,一段令人惊讶的体验开始了。身体很快就察觉到,先前的怀疑是多余的。
尽管机器人重量仅2.8公斤,穿上后却几乎没有明显异物感。当记者刚要迈步时,机器人就先感知到那一丝细微的动机,用柔和而又有力的助力抬起了腿。并不是身体在勉强迎合一台吱吱作响的机器,而像是获得了一块与自己融为一体的新肌肉。脚步变得有力。身体与机器人融为一体,大概就是这种感觉。
这与去年韩国科学技术院(KAIST)开发的穿戴式机器人给人的感受完全不同。为比赛而打造的外骨骼与面向普通人的产品,理所当然不可能一样。如果说参赛用机器人像“铠甲”,那么H10则更像一件与身体完美贴合的队服。
当天这段短暂的体验,清晰展现了可穿戴机器人技术的指向。穿戴式机器人并非为了取代人类,相反,它通过技术力量来恢复、维持并进一步增强因疾病、老化、灾害而变弱的人体机能,是一种“以人为中心的技术”,在这一点上与类人机器人形成鲜明对比。尤其值得一提的是,可穿戴机器人创新的中心就在大韩民国。尽管有舆论认为韩国在类人机器人技术上落后,但在穿戴式机器人领域,现实情况正好相反。
◇通过“Cybathlon”称霸证明的K机器人技术实力= 大韩民国可穿戴机器人技术的地位,已在名为“Cybathlon”的世界级舞台上得到验证。这项赛事由残障选手在机器人技术的帮助下,完成日常生活中的复杂任务,一较高下。Angel Robotics创始人、KAIST教授Gong Kyungchul团队在该赛事的穿戴式外骨骼机器人项目中,2016年获得铜牌,2020年和2024年又以压倒性实力夺得金牌,令全球科学界为之震惊。
身着Gong教授团队打造的机器人装备的选手Kim Seunghwan,完美完成了通过复杂地形、从坐姿站起等高难度任务。这并非仅凭电机的力量就能实现。技术的核心在于,通过穿戴者的细微动作和信号,能够多精确地把握其“意图”,并毫不迟滞地作出反应。
这样的技术实力也延伸到了面向普通人的穿戴式机器人上。记者在体验“Angel Suit H10”时,几乎没有感到与机器人动作之间的异样,这其中蕴含着怎样的技术?
据Angel Robotics介绍,整体上需要四大核心技术。第一是“人类行为意图识别技术”。安装在机器人上的高精度传感器会实时分析穿戴者的细微身体变化以及与地面的接触状态,预测接下来的动作,并计算出最优的辅助力。
第二是“以穿戴者为中心的精密控制技术”。无论多么智能,机器人归根结底仍是机器。系统需要对电机摩擦力和腿部重量造成的阻力进行补偿,避免穿戴者产生异物感,并根据患者的运动方向和速度,提供柔和自然的动作。
第三是“智能动作辅助算法”。不仅仅是单纯增加力量,而是引导形成正常的步态轨迹,从而提高训练效果并强化稳定性。
最后是“专业的数据监测与分析”。患者的步行周期、左右不对称指数、步数、步行距离等全部训练过程都会被记录为数据,并通过名为“Angela Pro”的专用应用程序(App)以可视化报告形式呈现。借此,医护人员可以客观评估患者状态,制定更加系统化的个性化康复方案。
市场调研机构IndustryARC近期预测,可穿戴机器人产业到2030年将以43.45%的年增长率扩张,形成规模达118亿美元的市场。也有预测认为,市场规模将扩大至约300亿美元。原因在于,随着人口老龄化,对穿戴式机器人的需求不断增加。随着技术进步提升可穿戴机器人的性能、减轻重量并降低成本,普及率有望进一步提高。在劳动者普遍回避又脏又累又危险(3D)工种的现实下,为了降低体力劳动者的受伤风险并提高生产效率,可穿戴机器人的发展也被认为是大势所趋。
在韩国国内,由Gong教授以教员创业方式创立的Angel Robotics走在前列,Cosmo Robotics、We Robotics也加入战局。值得关注的是,Angel Robotics获得了LG集团的投资,而Cosmo Robotics则获得了LG系企业Cosmo集团的投资。
◇超越医疗保健,走向工业、国防以及日常生活= 可穿戴机器人的潜力并不仅限于康复治疗。对于产业一线的劳动者,以及国防和军工领域而言,其拓展前景同样可观。在工厂或建筑工地等需要反复搬运重物的场合,可穿戴外骨骼有望成为保护劳动者腰部和关节的必备安全装备。在军事领域,则可用来提升全副武装士兵的机动性,最大化战斗效率。
目前,可穿戴机器人主要应用于保健领域,但如果技术进一步发展、价格负担降低,其在休闲与体育领域的应用空间也相当可观。开拓海外市场同样重要。Angel Robotics的M20产品已经获得泰国和越南保健福利部的正式医疗器械认证。
电影中的钢铁侠,为了战胜伤病、逃离危机而打造了钢铁侠战甲,之后成为地球的守护者。现实中的穿戴式机器人要进化到那样的阶段,恐怕还需要很长时间。尽管如此,人类试图突破自身极限、提升生活质量这一长久梦想,正与机器人和AI技术相遇,开始绽放出新的可能。
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