外骨骼機器人,通俗來說就是“套在人體外面”的機器人,它是基于仿生學和人體工程學的設計,也稱“可穿戴機器人”,外骨骼的堅硬外部可為人體提供支撐和保護作用,主要針對肢體殘疾患者,幫助他們實現坐、站、行走、上下樓梯等基本功能。
外骨骼行業(yè)發(fā)展如何?外骨骼機器人,通俗來說就是“套在人體外面”的機器人,它是基于仿生學和人體工程學的設計,也稱“可穿戴機器人”,外骨骼的堅硬外部可為人體提供支撐和保護作用,主要針對肢體殘疾患者,幫助他們實現坐、站、行走、上下樓梯等基本功能。外骨骼機器人技術是融合傳感、控制、信息、融合、移動計算,為作為操作者的人提供一種可穿戴的機械機構的綜合技術。
從全世界范圍看,國外在外骨骼機器人領域整體上領先于國內,但尚未形成絕對優(yōu)勢,國內在智能外骨骼機器人技術研發(fā)和產業(yè)化經驗積累方面追趕勢頭迅猛。當前,外骨骼機器人整體還處于研發(fā)試用階段,整體性能與實際使用需求還存在一定差距,距離大規(guī)模產業(yè)化應用推廣還有較遠距離。
外骨骼機器人行業(yè)產業(yè)鏈可以分為上、中、下游三部分。產業(yè)鏈上游參與主體為外骨骼機器人核心硬件供應商,中游參與主體為外骨骼機器人核心技術系統(tǒng)研發(fā)企業(yè)與外骨骼機器人生產制造企業(yè),下游涉及外骨骼機器人各類應用領域。
根據中研普華產業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國外骨骼行業(yè)市場深度分析及發(fā)展預測報告》顯示:
從科學研究角度看,穿戴式助殘機器人具有與人體強耦合、多交互、重協同的特征,其發(fā)展與腦科學、人體運動學、康復醫(yī)學、機械信息科學均緊密相關,其技術突破可有力反哺促進多學科進步,是世界機器人強國多學科交叉研究的重點方向。外骨骼機器人亟需突破的技術點包括人機耦合、人體運動意圖識別、助力效能與評估方法、自適應性等。科研人員需要在新機理、新結構、新材料、新能源、新傳感、新驅動、新算法、新策略等方面開展深入研究,突破外骨骼機器人高效驅動、精準感知、智能控制等共性關鍵技術,在保證穿戴安全的前提下,逐步提升助力效能,改善外骨骼機器人的穿戴舒適性和便捷性。
美國和日本在外骨骼機器人的研究上起步較早,研究成果和專利也更為豐富。尤其在動力系統(tǒng)方面,不僅出現了電力驅動、液壓驅動甚至是氣動等多種方案。這三種方案適用于不同的產品,也各有優(yōu)勢,電力驅動的機器人的動力更強勁,但人體負重較大,而液壓驅動和氣動的機器人則較為輕便。而中國的外骨骼機器人目前仍以學術研究為主,中科院、電子科技大學、北航等都在開展外骨骼機器人的研究。除了學術研究外,部分院校還開始探索“產學研”的模式,如依托于北航的大艾機器人、東南大學與科遠股份的合作研究等。
目前市場上做康復型外骨骼機器人的公司較多,以色列的Rewalk、日本的Cyberdyne、以及美國的Ekso,已經成為這一領域的三大主流公司。
中國在外骨骼機器人上的研究始于2000年左右,而在市場方面,我國也有有一些上市公司和創(chuàng)企在做相關研究,并推出幾款外骨骼機器人,但市場整體還處于初步擴張階段。競爭并不是很激烈,競爭格局還沒有真正形成。
根據數據顯示,目前我國從事外骨骼機器人行業(yè)的企業(yè)數量約262家,其中絕大多數都屬于初創(chuàng)型企業(yè),企業(yè)注冊資本在500萬元以下的企業(yè)約占28.63%;500-1000萬之間的企業(yè)約占13.74%;1000萬元以上的企業(yè)約占57.63%。
目前,外骨骼機器人尚未在我國大規(guī)模普及,絕大多數企業(yè)的規(guī)模都較小,企業(yè)的員工也較少,按照每家企業(yè)50人計算,2020年整個行業(yè)的從業(yè)人員約在1萬3千人左右。2021年,外骨骼機器人行業(yè)的資產規(guī)模約為447億元左右,相較于2020年的431億元,同比增長了3.7%,整體來看,我國的外骨機器人行業(yè)發(fā)展較為緩慢,行業(yè)擴張速度優(yōu)先。
數據顯示,2020年,我國外骨骼機器人的市場規(guī)模約2.5億元。當前,中國外骨骼機器人行業(yè)市場還處于早期擴張階段。市場規(guī)模從2019年的1.3億元增長到2021年的4.05億元。
從發(fā)展趨勢和市場培育的角度看,高等院校、科研機構和優(yōu)勢企業(yè)應重視試用反饋,提高已有外骨骼機器人系統(tǒng)樣機的技術成熟度,推動典型外骨骼機器人的應用示范和產業(yè)化推廣;加強市場調研,明確用戶需求,針對特定應用場景和任務研發(fā)多類別新型外骨骼機器人系統(tǒng)。社會各方應注重外骨骼機器人的產學研合作,攜手推動外骨骼機器人在醫(yī)療、民生和軍事等典型領域的落地應用。
無論是美國、日本還是我國的外骨骼機器人,大家都還處于技術迭代和升級階段,還未進入大規(guī)模量產階段。市場規(guī)模整體較小。中國市場方面,當前的市場規(guī)模還處于早期擴張階段,2020年僅在幾個億的規(guī)模,預計到2025年將有幾十倍的增長,達到40億的規(guī)模。而未來一旦能夠進入到每個有需求的家庭,規(guī)模將達上千億。
無論是增強型還是康復型外骨骼機器人,都將是實實在在解決人類生活中的問題,市場的存在就決定了外骨骼機器人技術存在的必要。而目前外骨骼機器人市場的技術、資金、人才等都不充足,還有待開發(fā)。目前我國的康復醫(yī)院中民營的比例已超過70%,相對于公立醫(yī)療機構壁壘高、建設費用高等問題,民營醫(yī)療機構的采購周期短、更注重性價比,這將為國產外骨骼機器人提供良好的發(fā)展前景。
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2023-2028年中國外骨骼行業(yè)市場深度分析及發(fā)展預測報告
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