【机器人】2021年全球外骨骼机器人产业研究报告-CBInsights

前言·人类对增强自身能力、突破极限充满向往……《钢铁侠》、《阿丽塔：战斗天使》、《流浪地球》等科幻作品充分展现了关于人类能力增强的无限想象，这些作品中的超级英雄形象是对外骨骼机器人技术应用的极致描绘。·外骨骼机器人的概念兴起于19世纪，其本质是一种可穿戴机器人，能够为穿戴者提供保护功能、增强穿戴者的能力，比如延展、补充、替代或增强人的身体功能、肢体运动能力和负重能力。·2014年，在巴西足球世界杯开幕式上，世界共同见证一名穿着外骨骼机器人装备的瘫痪少年飒爽开球。2014年，多家外骨骼机器人企业成功上市。这项激动人心的技术已产业化发展二十余年，但商业化、规模化道路上挑战重重，上市企业普遍尚未盈利。·本报告由CBInsights中国独家发布，解读外骨骼机器人技术、产业和市场机会，结合科研技术、产业和市场情况做出趋势判断。·外骨骼机器人涉及多领域技术的融合，技术突破和应用落地是产业规模化、成熟化发展的关键制约因素。报告分析外骨骼机器人的关键技术和科研发展情况，研判技术发展趋势。·外骨骼机器人能够应用于军事国防、工业、医疗康复及娱乐等多种场景。报告分析各细分市场机会、场景需求、驱动因素等，研判商业价值和成长机遇。CBINSIGHTSICHINA■技术发展历程(1960至今)外骨骼机器人概念由来已久，早期技术实现难度大外骨骼机器人的概念兴起于19世纪，其本质是一种可穿戴机器人，能够为穿戴者提供保护功能、增强穿戴者的能力，比如延展、补充、替代或增强人的身体功能、肢体运动能力和负重外骨骼机器人技术的系统性研发始于20世纪60年代，以1965年的美国Hardiman项目为(Hardi)以及"manipulator"(man)的缩写，意为人体增强与发展调研用途的操控设备。Hardiman项目旨在研发可穿戴的机械外骨骼以增强人的力量，其技术应用主要包括军事、建筑施工和救灾。该项目由美国国防部支持，由通用电气公司与康奈尔大学合作研发。该项目成果Hardiman样机是最早的动力外骨骼机器人样机，Hardiman样机设计目的为协助军人搬运重物，但受当时科技水平限制而无法投入实际应用。能够增强人的搬运负重能力：·系统设计能协助穿戴者搬运1500磅(682kg)的指定负载，但实·单支机械臂实现举起750磅(341kg)的指定负载功能。能够处理动作意图识别：·采用液压和电机驱动结构，配合力觉反馈感应系统，能够感受穿戴者的动作意图。GCBINSIGHTSICHINA早期阶段的动力外骨骼机器人Hardiman无法实际应用， HardimanHardiman样机的主要技术问题体积和重量巨大、移动慢、不灵活：·整个系统重达680kg·行走速度仅为0.76米每秒操作困难、稳定性差、维护成本高：·通用电气1969年的《哈德曼项目报告》提到：启动肩关节操作时，手臂会倾斜，胳膊肘无法操作·最开始采用机械液压系统，稳定性差，后采用电液压系统进行优化·整套设备有28个链接头，任一链接头故障就能导致整个系统瘫痪运动力学技术局限：·下肢外骨骼和腰部外骨骼平衡性差、运动功能不足·美国军方指出该设备功率45kw(60CV)阻碍军队进行规模化应用系统工作效率低：数据处理速度慢·控制系统反应慢优化方向减小体积和重量提升操作友好性提升设备移动能力和速度提升系统稳定性和安全性提升信息处理效率提升控制和反应速度优化动力系统和功耗优化制造和维护成本加强机械运动力学的研发GCBINSIGHTSICHINA技术发展历程(一):探索和实验(1960-1980)美国康奈尔大学航空实验室研发威斯康辛麦迪逊大学研发的计算机控制多任务动力型外骨骼，能帮助截瘫患者行走。美国科研机构引领第美国科研机构引领第一波研发热潮，最早的外骨骼实验室样机以军用为主，但难以投入实际应用。各国科研机构继而开展医疗康复等用途的外骨骼，实用性增强。通用电气公司与康奈尔大学合作研发出Hardiman可穿戴式动力外骨骼。法国蒙彼利埃大学研发的气动型外骨骼，为医疗康复类设备。ECBINSIGHTSICHINA技术发展历程(二):平缓发展(1980-2000)美国的退役军人MontyReed研发的LifesuitExoskeleton,是针对残疾人的助行外骨骼穿戴设备。研发的SpringWalker为下肢外骨骼设备，能够增强跳跃高度。外骨骼机器人逐渐走出实验室，企业界外骨骼机器人逐渐走出实验室，企业界和科研专家双向推动外骨骼机器人的技术研发和市场化。美国盐湖城犹他大学研发出第一款电力究团队核心学者之一，机械工程学教授StephenC.Jacobsen,于1983年成立Sarcos,专注于外骨骼机器人技术研发。日本神奈川工科大学研发出动力助力外骨骼穿戴设备，能够帮助上肢举起重物。ECBINSIGHTSICHINA技术发展历程(三):技术突破性发展(2000年至今)2000年，美国国防高级研究计划局(DARPA)重点支持军用类型外骨骼的研发，在"增强人体机能的外骨骼"项目(EHPA)下，加州大学伯克利分校研发出"下肢极限外骨骼"BLEEX样机，开发了采用液压驱动器的HULC,更加轻便简洁。CYBERDYNE,上市公司。由日本筑波大学山海嘉之教授于2004年创办，核心产品为HAL外骨骼，应用于医疗康复、残疾人助力、灾害现场救援等用途。计算机技术、传感技术、材料技术和控制技术的迭代更新引发外骨骼机器人进入技术突破和规模化应用阶段，发达国家在外骨骼机器人领域科研成果和商业化成果显著。2000年后出现较多科技企业，三家公司于2014年陆续上市。ReWalkRobotics,上市公司。2001年的医疗外骨骼系统，产品为针对下肢瘫痪者的助行外骨骼。EksoBionics,上市公司。成立于2005年，经营军事、医疗等多场景的外骨骼机器人，常年与DARPA有合作项目。相关技术实现突破，2000年开始加速产业化、商业化发展到了20世纪末，在计算机技术、传感技术、材料技术和控制技术等技术进步的推动下，外骨骼机器人进入技术突破和规模化应用阶段。美国、日本等发达国家出现了更智能、实用性更高的外骨骼机器人技术和产品。外骨骼机器人的应用范围由早期的军用为主拓宽到医疗、民用、工业等领域。美国政府支持下的军用型外骨骼机器人开发项目，推动了动力外骨骼的技术突破2000年，美国国防高级研究计划局(DARPA)出资5000万美元，资助旨在提高士兵的行军能力的外骨骼研发项目EHPA,美国加州大学伯克利分校在该项目支持下研发出BLEEX样机。BLEEX是下肢动力外骨骼，共有40多个传感器，通过力传感器的信息反求人机间作用力从而了解穿戴者的运动意图；采用液压驱动器，能支持负重75kg情况下以0.9米/秒速度行进，或者无负重情况下以1.3米/秒速度行进，但第一代样机的不足之处包括结构复杂、能耗大、长时间使用造成不适等。液压-电动混合动力便换电源高速同步环形网络拓扑先进复杂的控制算法更灵活的外骨骼设计BLEEX系统优化外骨骼机器人的效能、灵活性和稳健性液压-电动混合动力便换电源高速同步环形网络拓扑先进复杂的控制算法更灵活的外骨骼设计液压动力支持运动，电力支持电脑，供能时间更长多模块与传感器、执行器紧密连接，能够高效传输数据并对数据进行编码传送到计算机控制器基于外骨骼的测量值进行快速估算人机协同性优化、极端操作条件下也具有鲁棒性BLEEX项目指出技术研发的下一步趋势是微型化外骨骼组件：·电源更小、更安静、更强大·控制器更快、更智能伯克利大学机器人与人体工程实验室，基于BLEEX研究进一步开发出更多外骨骼，主要有医疗康复类设备eLEGS和军工类设备HULC。GCBINSIGHTSICHINA美国科研突破性成果实现商业化运作，外骨骼技术由军用延伸到工业和医疗康复场景伯克利机器人学与人体工程学实验室在2005年实现关键技术突破(ExoHiker)并随后开发出适合不同场景的外骨骼机器人，提升了外骨骼的关键性能和实用性，推动了商业化运作。·ExoHiker:设计用于执行长途任务时承载重物。其技术突破是优化了外骨骼的能源消耗，通过设计关节将外骨骼的重量转移到地面，使得设备在站立不动的时候无需消耗能源。并且充分利用重力和能源回收技术，使得用电池取代电缆成为可能。这是第一副没有牵绊的外骨骼。·ExoClimber:设计用于快速爬楼梯和陡坡，同时提供与ExoHiker相同的长期承载能力。公司前身)开始市场化运作。LoadCarrier)是实验室研发的第三代外骨骼系统。它融合了ExOHiker和ExoClimber的性能，能够支持人轻松地携带200磅重物在各种地形进行长时间行走运动。HULC专利技术支持士兵在较低的耗氧量和心率下负重行军，该能耗优化技术为世界领先。HULC已投入市场化运作，覆盖军工场景。·eLEGS:BerkeleyBionics设计的第一款医疗康复用途电动外骨骼系统，用于帮助运动障碍者和截瘫患者站立和行走。eLEGS能帮助佩戴者直立行走而几乎不需要体力消耗。该系统得到了市场化推广，EksoBionics公司以eLEGS为基础开发了一系列医疗康复类外骨骼设备。GCBINSIGHTSICHINA美国伯克利机器人学与人体工程学实验室从EHPA项目 延伸应用和技术创新，市场化运作出EksoBionics公司EksoBionics于2005年成立，2014年在Nasdaq上市，是外骨骼机器人行业头部企业。美国伯克利机器人学与人体工程学实验室的科研成果HULC和eLEGS是EksoBionics的技术基础。公司目前的产品线覆盖场景广，以医疗康复类外骨骼EksoHealth产品线为主导，其中EksoGT于2016年获得FDA认证，EksoNR是目前FDA批准的唯一适用于治疗后天性脑损伤(ABI)的外骨骼。EksoBionics其他产品线包括，工业外骨骼EksoWorks,适用于建筑施工和工厂制造场景，功能为增强工人作业能力，此外还有常年与DARPA合作的军事外骨骼产品线。脑卒中√脊髓损伤√创伤性脑损伤多发性硬化局部缺血脑瘤其他脑损伤√脑卒中√脊髓损伤√创伤性脑损伤√肌营养不良√运动失调√骨科损伤√臂丛神经损伤√其他上肢无力或瘫痪EksoEksoBionics通过产学研深入联动，在科研产品化和市场化上建立领先优势：·与多家科研机构共同开展医疗康复外骨骼的研究，积累了有关后天性脑损伤、脑卒中，脊髓损伤、多发性硬化·合作伙伴包括了美国主要科研机构和医疗机构：加州大学洛杉矶分校、约0·研发设计能够满足康复医疗机构多种场景需求，提升了B端客户的购买意GCBINSIGHTSICHINA日本的外骨骼技术研究以医疗民用场景为起点，致力于解决 20世纪90年代，日本神奈川理工学院研发动力辅助服，旨在帮助护士举起无法自主运动的病人。2001年上市“动力辅助服”(PAS)增强型外骨骼，技术原理是通过电子传感器监测穿戴者的肌肉，触发液压驱动器操作，能够为穿戴者增强力量50%。hsmd在同一时期，日本筑波大学的生化电子学研究团队，致力于为有运动障碍的老年人和病患群体提供助力的医疗康复类外骨骼设备。外骨骼科技企业CYBERDYNE正是筑波大学在生化电子学领域取得的技术市场化成果。生化电子学(Cybernics)是日本外骨骼科研核心学科：该学科是以控制论、机械电子学和信息学为中心，融合脑神经学、机器人工学、系统工程学、行为学、心理学和生理学等跨学科研究领域。CYBERDYNE于2004年由日本筑波大学生化电子学专家山海嘉之(YoshiyukiSankai)教授创立，于2014年在日本东京证券交易所上市。GCBINSIGHTSICHINA日本生化电子学专家创办CYBERDYNE将技术成果市场化筑波大学教授山海嘉之(YoshiyukiSankai)专研"生化电子学"(cybernics)对于增强和提升人的能力的技术方案。自1991年开始，他便研发一种外骨骼机器人HAL(Hybrid-AssistiveLimb/混合辅助肢体),于2004年成立CYBERDYNE公司将HAL投入市场。HAL是世界上第一个半机械人式康复外骨酪，目前已发展到第五代，HAL5为全身外骨骼，通过肌电传感器采集人体运动信息，通过电机实现驱动，产品重约15kg,动力源小巧、使用时间长，可应用于医疗康复、残疾人助力、灾害现场救援等多种场景。HAL5获得了国际安全认证、欧盟认证和FDA认证，在日本、欧美等市场都有布局。HAL采用了当时最先进的外骨骼控制技术，支持多种运动场景，降低使用者的操作难度；家技术，是世界上第一个混合控制系统，由意志控制系统CVC(生物信号控制)和自动控制系统CAC(机器人控制)组成。这种混合控制系统可通过使用两种算法配合补充控制，在健康人、残障人等各种情况下为佩戴者提供合适的身体支持。CVC通过检测人的生物电信号(包括肌肉活动)了解穿戴者的运动意图，比手动控制器(如操纵杆)操作更方便。·CAC能够为步态障碍患者提供有效的物理支持，主要根据穿戴者的身体结构、运动支持的条件和目的提供自动的功能性运动支持。ECBINSIGHTSICHINAHAL已发展至第五代：HAL5区分工业民用和康健医疗场景，重视实用性和人机友好性·工业民用类型为HAL5B型，主要功能为减轻工作负载，具有体感轻、负担小、续航能力强等特点，覆盖日常活动场景，可以支持穿戴者手提肩举70kg重物。·康健医疗类型为HAL5C型，主要功能为提供辅助身体支持，具有性能稳定、控制模式准确、安全性高等特点，可以帮助年长者、完全截瘫患者活动。HALITypeBI%HALX199-2mALSType5图8|HAL系列外骨骼的技术发展图r监控图电酶电池组图10IHAL5C型系统：为截瘫患者提供步行支祥功能(来源：YoshiyukiSankai)适用于截瘫患者的适用于截瘫患者的HAL5C型系统的控制技术保证准确性和安全性：1)根据佩戴者的身体结构生成合适的两足步态运动参考轨迹。每个关节支架的参考轨迹能够以不同方式设计。以色列初创企业ReWalk专营外骨骼助行设备，早期技术结构单一，近年来加强与顶尖科研机构合作强化技术优势ReWalkRobotics,于2001年成立，2014年在Nasdaq上市，主营医疗民用类的外骨骼设备。ReWalkTM外骨骼针对使用者为脊髓损伤(SCI)患者，功能是为使用者提供髋关节和膝关节动力支持从而实现直立和行走，产品于2014年率先获得FDA认证。ReWalk相比另外两家由科研高校孵化而出的创业公司EksoBionics和CYBERDYNE,技术研发资源较为薄弱，技术方案以机械工程设计为主，造成在技术研发上的突破创新成果较少、技术更新迭代速度相对缓慢等劣势。物启发工程研究所合作，获得了针对下肢残疾开发的轻型外骨骼系统技术概念和设计的知识产权(IP)许可，这项独家许可和合作协议用于开发针对脑卒中、多发性硬化症(MS)、老年人行动受限等医疗应用场景的柔性外骨骼系统。目前研发出针对脑卒中患者运动康复的ReStoreTM柔性外骨酪，是ReWalk的第二代战略性产品，于2019年获得欧洲CE认证、美国FDA认证，正式投放欧美市场。ReWalkTM初代：使用适应周期长，需要配合拐杖以保持上下肢平衡，需肩背装有软硬件的背包有穿戴负担。·ReWalkTM6.0:电机设计在髋膝关节处，在安全性、关节耦合度和轻便性上做了系统性提升。·ReStoreTM具有来自于哈佛的专利技术优势。·ReStoreTM在美国五大康复机构进行多种临床实验，在医疗康复界有高认可度。可度。田T技术扩散与全球化发展外骨骼机器人技术的全球领先者，主要分布在美国、日本、欧洲等发达地区，比如三家上十至十五年中，技术扩散和创业企业推动了新一轮外骨骼机器人产业的发展热潮，新一批的进入者主要分布在中国、印度等国家。过去五年中，中国的外骨骼机器人创业公司在数量上增长较快，但仍处于早期阶段。韩国法国美国ECBINSIGHTSICHINA外骨骼机器人技术路线概述外骨骼机器人技术是一项集传感、控制、信息、融合、移动计算等为一体的综合性技术。外骨骼机器人是与穿戴者动态交互，将人体感觉、运动等器官与机器的智能处理中心、控制执行系统相结合的智能机械系统，技术模块主要为传感器、致动器、机械结构、算法，和能够获取信息以执行电机功能的控制策略。生物传感技术生物传感技术生物机械电子技术材料技术动力系统技术优化方案数据融合技术信息技术移动计算技术智能控制技术外骨骼是通过生物机械工程技术架构协助人体运动的AMCS外骨骼是与人体交互的生物机电装置，外骨骼系统属于人工运动控制系统(AMCS),机制上模仿贴合人体运动控制系统(HMCS)。外骨骼外骨骼(AMCS)机械结构和被动元件人工致动器人工控制器接收来自传感器的测量数据并生成控制骨骼和被动组织中枢神经系统接收来自生理传感器的感觉反馈力学结构/机械结构致动器pMusdlessystepartgT外外骨骼(AMCS)与人体(HMCS)之间有三种交互形式：(1)检测用户的运动意图；(2)向用户提供有关AMCS和HMCS状态或环境的反馈(当人体感觉系统受到干扰时，提供反馈尤为重要);(3)设备间的机械动力交换。GCBINSIGHTSICHINA外骨骼机器人是复杂的多系统集成，包括传感系统、控制系统、驱动系统、机械系统和动力系统··传感器、信号处理电路·功能：采集人体的运动趋势、位置姿势以及力量等信息，为控制系统提供数据依据·功能：分析传感系统传来的信息，并根据人的意图操控驱动系统·通过电机/液压/气动元件来提供驱动力，再经由传动元件传至机械系统，带动机械结构产生动作·为设备提供动力支撑，通过与人体的结合来分担承重，并为力量、速度等运动机能提供基础支持·通过电池/燃油/内燃机为设备提供原动力控制系统驱动系统机械系统动力系统传感系统外骨骼机器人可按照与人体耦合的部位分为：·上半身外骨骼：腰部、肩部、肘部、手、肩手、肩肘、肩肘手外骨骼，提供力量增强等功能，应用有医疗康复、制造工厂、物流搬运、机场等场景。比如EksoBionics下半身外骨骼：脚踝、膝盖、髋、膝髋、髋膝踝外骨酪，提供支撑、稳定和运动功能。应用包括力量增强、远程操控、康复和运动训练、虚拟现实和触觉反馈等场景。比如·全身外骨骼：覆盖四肢和躯干，提供力量增强、支撑稳定、运动等功能。比如CYBERDYNEHAL5。外骨骼机器人是补充和增加人的能力的机械系统，可以具体提供支持、保护、增强、信息交互功能，外骨骼的技术设计依功能而有别(1)为穿戴者身体活动提供协助支持功能，应用场景如医疗康复、生活民用等；(2)为穿戴者提供身体保护功能，应用场景如军事救灾等；(3)为穿戴者提供增强力量功能，应用场景如工业制造、物流运输等；(4)为穿戴者与环境的信息交互提供接口功能，应用场景如远程控制、娱乐等。(2)保护身体>自动化军事盔甲灾险营救型外骨骼>核辐射防护外骨骼(来源：5arcos.(来源：5arcos.CYBERDYNE,GermanBianic)(3)增强能力>增强力量类外骨骼GCBINSIGHTSICHINA外骨骼机器人针对辅助、康复、增强等不同应用场景，在传感、控制、驱动上会采用不同的技术路线肌电信号(SEMG)阻抗控制脑电信号(EEG)导纳控制传感系统通过传感器收集使用者的步态信息或运动意图，再以一定形式传送数据给控制系统。物理量传感器(力/扭矩传感器):收集位置，角度，扭矩，压力等信息，可判断使用者的步态周期。·生物量传感器：收集肌电信号，可判断使用者的运动意图。·脑电信号(EEG)传感器：收集脑电信号，可判断使用者的运动意图，技术难度比肌电信号传感器更高，目前应用较少。控制系统是外骨骼机器人的中央枢纽，通过对传感系统反馈的数据进行分析并规划步态模式，对驱动系统实现闭环控制，控制技术的难点包括传感器融合算法、控制算法等软件模块。·全局控制：控制器集中位于背部，包括系统主机、信号采集板、电机驱动板、电源管理等模块。·分布式控制：能够减轻中央控制系统的负担，提高系统响应速度。驱动系统负责带动机械结构，执行控制系统传递来的具体任务。·电机驱动：结构简单，精密高，便于自动化控制，是目前使用最多的方案。·气压驱动：体积小，成本低，操作方便；精度不高，难以控制，移动范围受限。·液压驱动：传动平稳，能动较高；结构复杂，重量较大；成本较高。GCBINSIGHTSICHINA专利成果和发展趋势：以运动性能、人机耦合性、安全性等为主要方向(1/2)2000年后，外骨骼机器人技术实现了重要突破，主要解决了成本过高，以及提高穿戴者行走跑步等运动性能，具体包括关节运动信息定向、致动器和控制器优化、机电一体化设计、人与外骨骼的人机交互和接口设计等。基于技术突破，全球外骨骼机器人企业加速了产品的市场化投放、延展了产品线。2000年至今，多数外骨骼机器人企业取得的专利成果主要涉及硬件系统设计、辅助技术、执行器、仿生学、关节结构设计等领域，比如优化外骨骼承载负载能力、优化接口界面的舒适度和灵活性，提高准确度和安全等。(单位：专利量)20406080100120140160180200220CBINSIGHTSICHINA24专利成果和发展趋势：以运动性能、人机耦合性、安全性等为主要方向(2/2)2011年，全球取得技术专利成果的企业首次突破10家，2014年后产业出现第一轮发展黄金期，开始有更多企业取得技术专利成果。外骨骼机器人相关技术难度大，近一两年技术发展进入平滑期。理想情景展望下，在下一个五至十年内再出现一轮技术突破，带动产业图1512000年至2021年10月11日，外骨骼机器人技术专利数量及专利拥有者数量(数据来源：CBInsights)2011年至2017年技术发展增速显著:2011年至2017年技术发展增速显著:·在专利项目数量上，2011年18项，2017年92项。·在专利持有者数量上，2011年10家，2017年77家。ECBINSIGHTSICHINA技术领先者格局与趋势：两家头部企业技术积累深厚外骨骼技术专业性高，技术研发周期较长。根据CBInsights数据，2000年至今，上市公司EksoBionics在拥有的技术专利数量上位居业内首位；上市公司CYBERDYNE专利数量技术创新能力相对较弱，在拥有专利数量上已被初创企业B-Temia、RoamRobotics以及大型工业制造商Safran等赶超。·方向主要为：整机系统结构设计、致动器、人机接口界面、传感器、降低能量消耗机制，自动控制系统等。EksoBionics产品线涵盖医疗、工业、军事各方向，重视全面的技术研发。方向主要为：动力学、动力系统、辅助技术、意图识别和评估、人机接口界面、控制器、生物信号测量装置等。CYBERDYNE在有关医疗辅助的技术上持续深耕，主要体现在HAL系统的迭代等。ReWalk持有13项专利，专利方向主要为：控制系统、运动传感方法、传感器、运动辅助方法、压力信号测量、动力支持等。ReWalk技术成果较少，在2021年新增1项故障防御应急机制专利。GCBINSIGHTSICHINA技术领先者格局与趋势：技术驱动的新进入者势头强劲近五年来出现不少技术研发能力强的新企业：B-Temia,2010年成立的加拿大医疗类外骨项专利。Robotics,2013年成立的美国民用外骨骼企业，持有15321711B-Temia的专利方向主要为：整机系统结构设计，模块优化，致动器，步态判断系统，力量辅助技术，承重辅助技术等。B-Temia有两条产品线：医疗康复型外B-Temia的专利方向主要为：整机系统结构设计，模块优化，致动器，步态判断系统，力量辅助技术，承重辅助技术等。B-Temia有两条产品线：医疗康复型外军事及工业类人体增强型外骨骼KSRDTM/OnyxTM,2018年与美国军方万美元的技术合作项目。·RoamRobotics的专利方向主要为：整机系统结构设计，致动器，流体动力学系统，机械动力控制，气动系统设计，计算机半监督运动意图识别方法等。·RoamRobotics有三条产品线：医疗康复型膝关节外骨骼Ascend,获FDA认证；通用型膝关节外骨骼Forge,提供力量及耐力增强、重力体感减轻功能；运动辅助型膝关节外骨骼Elevate,为滑雪运动者提供膝盖保护和增强功能。CCBINSIGHTSICHINA尽管外骨骼机器人技术在设计和实现上皆已取得了巨大进展，但仍存在诸多技术挑战。外骨骼机器人在技术的理论和应用上的主要挑战包括系统稳定性和安全性、运动性能和效率、人机友好性等方面。科研界指出外骨骼机器人应当更安全、更人机友好、更强大、更智能、更轻便、更成本集约……保证使用者的安全是对外骨骼机器人的核心要求。从软件及硬件层面上系统性提高安全性是关键的技术发展方向。外骨骼安全性问题可按针对用户区别考虑。·工业类外骨骼机器人的用户为身体健康者，在提升安全性上主要考虑人机耦合性、穿戴舒适性及人机友好性、轻量化、系统稳定性等技术问题，涉及整体机械结构、驱动模式、控制技术、算法、材料等技术模块的优化。设备的运动超出使用者关节的正常活动范围长时间持续使用的舒适性差设备笨重不灵活影响使用者的重心电池泄露噪音过大等压疮和神经压迫活动受限重心失衡、容易跌倒等皮肤受刺激、化学灼伤等影响听觉等潜在损害肌肉拉伤医疗康复类外骨骼机器人的用户为老弱病残者，技术挑战重点为：提升外骨骼与人的关节精确对准、系统平衡稳定性，减少设备的压力束缚感、避免皮肤损伤、判断并应对用户操作失误等。根据FDA数据，业内头部医疗类外骨骼设备都存在设备故障和用户受伤的案例。·ReWalk,Rex·ReWalk,Rex曾造成用户骨折皮肤磨损、疼痛、发丝状裂缝、骨折等皮肤及软组织损伤脱离控制，无受伤关节不对准张力调整不畅装置束缚感重软硬件故障GCBINSIGHTSCHINA外骨骼机器人技术需重视从用户视角出发尽管外骨骼机器人功能已足够强大，其价格、尺寸、重量、速度和效率方面仍有较大局限性。从用户视角出发，意味着外骨骼机器人技术需要重点优化人机界面友好性和鲁棒性，降低成本、轻量化系统，提升外骨骼机器人的实用性。HomayoonKazerooni博士是美国加州大学伯克利分校机械工程教授以及机器人和人体工程学实验室主任、外骨骼机器人领域的领军人物，研发出BLEEX等多款外骨骼机器人系统，井先后成立了Kazerooni博士重视外骨骼机器人的实用性和民用化，他认为最重要的技术发展方向应当是：·降低外骨骼系统的成本。Kazerooni指出目前的外骨骼机器人设备在10万美元以上，应当通过技术优化成本将设备的价格下降到1万美元甚至更低，从而让更多人使用得起外骨骼机器人、切实造福于行动障碍群体等。·简化、轻量化、模块化的智能外骨骼系统。Kazerooni推崇"极简主义",强调优化外骨骼的软件以及智能化控制器，尽量简化和轻量化硬件。Kazerooni领导研发的医用外骨骼机器人SuitX的技术定位为高性价比和智能化，在智能化上以优化运动意图识别能力、运动控制力、以及外骨骼关节动力为重点方向。可变阻力的膝关节模块可变阻力的膝关节模块AFO踝足支架HugeHerr博士是美国麻省理工学院生物机电一体化研究小组主任，在新兴的生物机电一体化(人类生理学与机电技术学的交叉)领域获得革命性成果并被《时代》杂志誉为"仿生时代的领袖"。Herr博士指出外骨骼机器人的三大技术问题：驱动装置重量大且扭矩和功率有限；交互界面穿戴舒适度差，影响持续穿戴时长；运动意图识别的准确性和效率低。对应的技术发展方向为：Insttuteof·协调优化系统模块。提升致动器的性能、耐用性和寿命，配合系统运动需求按比例放大致动器，研发高效且袖珍的电子驱动器，实现系统性能优化和整体轻量化。·实现人的神经系统与机器之间的直接信息交互。神经技术将在外骨骼机器人应用上发挥重要作用，采集肌电信号的外围传感器和大脑运动皮层的神经生物传感器可以在未来用于外骨骼机器人的运动意图理解。采用脑机接口技术和神经植入物还可能实现传达到神经或大脑的感觉反馈，从而使外骨骼穿戴者获得来自设备的运动感觉信息。能够准确测量肌肉运动意图，井提升外骨骼机器人的控制策略。组织，通过小磁珠直接测量肌肉长度和运动特性，可在几毫秒内完成传感反馈，有望取代外贴式肌电传感器方法。磁微测量法配合机器学习算法以及生物机体建模，有望实现更好的控制策略。Herr博士说明：“从本质上讲，磁珠和外骨略就像人工肌肉，可以放大中风受损肢体的生物肌肉输出，这就像汽车上使用的动力转向装置。”GCBINSIGHTSICHINA科研前沿与应用机会：近三年来在自动化、机械工程、脑神经、材料等科研领域出现能优化外骨骼机器人的先进成果(1/4)美国加州理工大学和中国清华大学团队在2020年机器人与自动化国际会议(ICRA)上发表论文《基于偏好反馈的外骨骼步态优化学习》(Preference-BasedLearningforExoskeletonGaitOptimization),获得大会唯一最佳论文奖及最佳人机交互论文奖。该够查询用户的偏好并允许用户提出改进意见。用户舒适度是优化外骨骼行走步态的关键目标。CoSpar算法经实验验证能够在步态库中找到用户偏爱的步态，进而显著提升用户舒适度。 的框架，弥补技术空白：zerodynamics,PHZD)等现有方案能够实现稳定的双足移动，但无法满足用户的个人偏好。·CoSpar算法在运行过程中能够识别用户偏好的行走轨迹，并洞察用户对某些步态的偏好，从而实现外骨骼定制化和个性化。·CoSpar算法经模拟实验和真人实验验证，具有合作反馈等优势。·在模拟实验中的每种情况下，涉及合作反馈的混合驱动模拟都优于只接收偏好的模拟表现。和合作反馈等最大化用户舒适度的步态参数值。G:CBINSIGHTSICHINA科研前沿与应用机会：近三年来在自动化、机械工程、脑神经、材料等科研领域出现能优化外骨骼机器人的先进成果(2/4)半侵入式脑机接口技术：忧化外骨格机器人系半侵入式脑机接口技术：忧化外骨格机器人系统控制方法2019年10月，法国格勒诺布尔-阿尔卑斯大学教授A该控制方法的优势体现在：·使用皮层表面电极而不是脑组织的刺入式电极，侵入性低、创伤和感染风险小；·通过植入两组电极实现对身体四肢控制，能够帮助高位截瘫患者实现四肢运动；皮层电信号通过无线传输。·脑机接口是一个闭环的神经信息通信和控制系统。采用脑机接口技术控制外骨骼正是前文中Herr博士指出的技术发展趋势之一——实现人的神经系统与机器之间的直接信息交互。·半侵入式脑机接口技术主要基于皮层脑电图(ECOG)进行信息分析，半侵入式的安全性高于侵入式，引发人的免疫反应和愈伤组织的几率相对较小，且空间分辨率优·该研究的系统具有无线控制、颅骨植入式及长期生物相容性等特点，其解码模型可每7周校准一次，一定程度上降低病人和治疗师的负担，实际应用前景广阔。WIMAGINE°:读取脑电信号的植入物，由64个生物相容性硬膜外电极组成，放置在大脑表面的运动控制部位，能够长期记录皮层脑电图(ECOG),通过软件将电极读取的脑电波i转换为运动指令，采用无线传输数据和远程供电。此外ECOG信号解码算法可基于用户的大脑活动实现外骨骼的自配速控制。G:CBINSIGHTSICHINA科研前沿与应用机会：近三年来在自动化、机械工程、脑神经、材料等科研领域出现能优化外骨骼机器人的先进成果(3/4)“健甲”智能织物：轻薄安全且成本低，具有实现外骨络轻量化等价值“健甲”智能织物：轻薄安全且成本低，具有实现外骨络轻量化等价值2021年8月，美国加州理工学院和新加坡南洋理工大学团队在Nature发表《具有可调力学性能的结构化织物》,提出一种“链甲”智能织物的研发成果，该研究在改变可穿戴材料力学性能领域实现技术突破。“链甲”智能织物面料是空心八面体联结、由3D打印而成，能够为外骨骼等可穿戴设备提供新型材料方案，具有三大优势：·安全性好：材料的软硬调节通过微型气泵调节气压，满足人体穿戴材料的安全要求。·转变速率快：材料可在0.1秒内实现软硬状态的·价格低：护腕或护肘等小型智能织物制造成本约该新型材料具有广阔的产业化落地前景：该研究负责人之一，新加坡南洋理工大学教授王一凡，认为小型的医疗支撑应用大概在5年内可以落地，外骨骼系统或者大尺寸的建筑领骨酪整体轻量化、提升日常穿戴舒适性、优化电能消耗、降低制造成本等，有望替代刚性材料外骨骼。·可重构织物应用于外骨骼需要与其他系统模块相结合，如控制、感应、驱动、能源等。王一凡教授称将在此方向进一步开展研究，推动技术落地。材料等科研领域出现能优化外骨骼机器人的先进成果(4/4)能■移除外骨骼：可从人体自然步态中收集机械能，降低整体代谢能能■移除外骨骼：可从人体自然步态中收集机械能，降低整体代谢能耗2021年5月，加拿大安大略省金斯敦皇后大学的研究团队在Science发表基于能量移除技术的新型外骨骼设备的研究情况。该研究在外骨骼领域率先采用能量移除原理，在行走步态周期的膝盖摆动阶段去除部分机械能，从而减少用户的新陈代谢消耗。研究采用能量移除原理减少用户的新陈代谢消耗研究采用能量移除原理减少用户的新陈代谢消耗。研究还通过集成发电机将收集的机械C新30|能望棒除外铅船：(A)实验人员芽春外科师和测瓣没备在测力距步机上行走；(B)外骨略外观：(C)外骨骼内部组件(来源：5hepertyckyeai,2021)改善步行和跑步经济性：能量移除外骨骼设计为背包式轻型系统，重量1.059kg。用户背部承担驱动结构、传感结构等，不额外给人体末端造成代谢消耗。能量卸除过程采用主动控制方法，可控制背部的电动势能及外骨骼机械负荷。使用设备过程中，当用户一只脚向前行走时牵引设备的绳缆带动发电机旋转，外骨骼产生少量阻力以缓解用户的膝关节大腿肌肉紧张，提供行走助力功能。“a研究对10位健康男性使用外骨骼的情况进行实验，结果证明外骨骼能够将行走的代谢成本降低2.5±0.8%,每一步态周期所移除的能量可转换为0.25±0.02瓦的电能。研究下一步将提升电能转化能力，实现自化为足够的电能供应外骨骼控制系统。丽31|泽代谢率，黄点代表实验者的情况(采源：Sheperyckyetal,2021)GCBINSIGHTSICHINA外骨骼机器人是具有战略意义和高市场价值的新兴前沿科技，预计在未来20-30年技术成熟并实现多领域规模化应用涉及控制系统、动力系统和人机界面等，脑神经信息直接交互技术发展迅猛且应用潜力大。No.4ZHumanauomentatonHCyber-Advanceddgital-Mobleandcloutcomp科技趋势的综合分析，项科技趋势。行深度分析(如左表),人类增强技术影响力显著。生物科技与人类增强技术位列其中。力的人类增强技术，在物流、建筑和制造等工ot图3未来士兵：外科略为其重要装备(来源：DARPA)CBINSIGHTSICHINAECBINSIGHTSICHINA全球市场规模及竞争格局外骨骼机器人作为提供力量增强功能的智能设备，有军事、工业、医疗、民用等多种需求年3月发布的《2020-2040科技发展趋势：探索科技前沿》中引用国际研究机构ABI对外骨骼机器人市场的分析数据：2014年全球市场规模为0.68亿美元，2025年全球市场规模将增长到18亿美元。外骨骼机器人产业目前仍处于起步阶段。国际研究机构ABI认为外骨骼将在近十年时间实现快速增长，2028年之前有望实现全球性规模化增长。外骨骼机器人全球市场规模(2020-2030年)(单位：亿美元)(单位：亿美元)·2020年至2030年，外骨骼机i器人产业预估CAGR33%。·其中，2025年至2028年为高47.7%,2028年全球市场规模将达58亿美元。至2030年，产业将趋于成熟，市场稳步增长，全球市场规模将达68亿美元。国际研究机构ABI统计，2018年全球出货量为7000件，相应的硬件营收为1.92亿美元，ABI分析在2017年外骨骼整体潜在市场(TAM)已超过260万件，预测2025年全球出货量达10.7万件，2028年达30.1万件。·技术、供应链进一步发展完善将推·技术、供应链进一步发展完善将推动出货量提升：外骨骼机器人全球出货量预计在2025年突破10万件，至2028年突破30万件，2025至2028年为出货量快速增长阶段，3成本下降将一定程度降低市场价格：根据ABI2018年统计数据，出货量7000件，营收1.92亿美元，以及2028年预测数据，出货量30.1万件，营收58亿美元，分析得出设备平均单价将有所下降，相比2018年约2.7万美元，2028年将下降至(单位：万件)(单位：万件)2028年预测出货量不到2017年需求侧TAM2028年预测出货量不到2017年需求侧TAM的12%,增长空间可观：2017年潜在需求量2028年预测出货量ABI数据，2018年工业类细分板块市场规模达1.04亿美元，2028年39.5%。工业类板块将在2028年占据整体市场营收一半比重，由于工业类外骨骼单价远低于医疗类外骨骼，工业类外骨骼的出货量将占整GCBINSIGHTSICHINA行业发展处于早期阶段，超半数入局者为初创企业和中小规模企业，竞争格局较为分散外骨骼企业主要有两类，一类是基于科研及技术专利资源起家的中小型创业公司，另一类是拥有雄厚基础的大型制造业集团属下企业。根据公开数据统计，2016年全球外骨骼企业超过80家，行业发展处于早期阶段，市场集中度较低。根据专业机构WearRA研究员Floersheim博士2017年发布的研究报告，外骨骼产业74%为中小型创业公司，53%为估值低于2500万美元的小型初创企业，21%为估值在2500万至1亿美元之间的中型初创企业；26%市值在1亿美元以上的大型工业制造商，Daewoo等，这类企业依托自身雄厚工业资源向外骨骼产业战略性延伸。√√市值946.3亿美元√市值305.1亿美元2500万-51亿√市值25.1亿美元51-55亿55-510亿三家专营外骨骼机器人的创业公司ReWalk、EksoBionics、CYBERDYNE发展已近20年，上市已7年，但股价持续走低，尚未实现盈利。大型制造业巨头，如LockheedMartin、Panasonic等，入局外骨骼机器人产业亦将近20年。依托雄厚的工业基础，工业巨头在技术、资金、供应链、渠道等方面具有较强优势，但各家出货量及销售规模仍有限。初创公司与工业巨头在外骨骼研发上亦有合作，比如EksoBionics与LockheedMartin皆参与负责美国国防高级研究计划局(DARPA)的外骨骼机器人研发项目，EksoBionics研发的HULC系统已由LockheedMartin接手进行军事研发。目前全球共有5家专营外骨骼机器人的上市企业：·头部企业EksoBionics、CYBERDYNE以及ReWalk先后于2014年完成上市；·RexBionics于2014年在伦敦证券交易所另类投资市场AIM上市，但由于无法填补资金缺口，已于2017年退市；·BionikLaboratories于2015年在美股场外市场OTCQX上市；根据各家上市公司年报，R&D研发所占成本比重最高，而销售收入增长缓慢，目前均尚未实现盈利。因此，各家上市公司股价也呈波动下滑之势。全球5家外骨骼上市企业的市值情况全球5家外骨骼上市企业的市值情况(单位：百万美元)市值排名：ECBINSIGHTSICHINA外骨骼机器人初创企业均尚未实现盈利，营收增长缓慢上市企业EksoBionics、CYBERDYNE、ReWalk和BionikLaboratories已上市超六年。根据以上四家上市企业2014至2020年营收数据分析，EksoBionics和CYBERDYNE营收表现较好，上市后有超千万美元年营收，另两家企业ReWalk和BionikLaboratories营收能力较差。此外，Sarcos2019年营收约1千万美元，2020年业绩下滑，营收约8.8百万美元。全球4家外骨骼上市企业的营收规模(2014-20全球4家外骨骼上市企业的营收规模(2014-2020年)(单位：百万美元)33.5*注：BionikLaboratories2014年营收仅6000美元。(数据来源：上市公司年报等公开资料，CBInsights中国分析)41头部上市企业市占率低且营收增长缓慢，行业处于初期布局之势且集中度较低根据前文分析，全球市场规模2014年为0.68亿美元，2020年为3.92亿美元，2014至2020年全球市场整体CAGR33.9%。相比之下，三家头部上市企业2014至2020年同期根据ABI数据和各企业年报，2014年全球市场总量6800万美元，三家头部ReWalk、EksoBionics和CYBERDYNE2014年营收加总约1350万美元，CR3约19.8%;2018年全球市场总营收1.92亿美元，三家头部2018年营收加总为3360万美元，CR3下滑至17.5%,其中ReWalk和EksoBionics市占率下滑，只有CYBERDYNE市占率增长。2014年三家上市企业市占率2018年四家上市企业市占率BCBINSIGHTSICHINA头部上市企业尚未实现盈利与医疗康复类外骨骼技术研发投入大、产品价格高有关ReWalk、CYBERDYNE和BionikLaboratories主营医疗康复类外骨骼。EksoBionic品线包括医疗康复类和工业类外骨骼，但根据其2020年营收数据，医疗康复类设备(EksoHealth)与工业类设备(EksoWorks)营收比例约为10:1。以上各家企业以医疗康复类外骨骼起家，由于医疗康复类外骨骼技术研发投入成本高昂且设备销售价格高，导致回报周期较长、盈利难度较大。几款医疗类外骨骼设备售价设备售价(美元)EksoBionics营收拆分(2019-2020年)(单位：百万美元)·医疗康复类外骨骼设备目前价格普遍较高，技术是价格下降的关键制约因素：头部产品中售价最高的是EksoBionics产品，价格超过10万美元，售价最低的美元。·美国加州大学伯克利分校机器人和人体Kazerooni博士认为，医疗康复类外骨骼设备市场价格高昂导致市场接受度不高，未来应当通过技术优化方案将设备市场价格降至1万美元以下。受技术制约，Kazerooni博士创立的企业SuitX产品Phoenix目前售价是4万美元。·医疗康复类外骨骼设备的使用成本高昂，造成产品受众体量小：从用户视角出发，使用成本还包括设备维护、使用培训和监督等相关费用。根据相关资料，残疾人用户使用一件动力髋-膝-踝外骨骼设备的总成本超过10万美元一年。相较之下，动力轮椅等可替代性产品更为价格友好。工业巨头利用强协同效应发展外骨骼机器人产业，仍处于布局阶段大型制造业巨头，如LockheedMartin,Panasonic,Daewoo等，与创业公司同期入局外骨骼机器人产业。制造业巨头工业基础雄厚，发展外骨骼机器人产业具有技术、资金、供应链、渠道等优势，但仍处于前期布局阶段，具体出货量等市场情况不明。电器制造业巨头具有技术、资源和渠道优势，积极布局外骨骼，竞争优势强：·松下(Panasonic)为日本大型电器制造业上市公司，目前市值约285亿美元。松下集团深度布局外骨骼机器人市场，发展多条产品线。·松下集团属下外骨骼企业Activelink成立于2003年，研发针对健全人用户、工业和民用场景的增强型外骨骼。2015年推出能力增强外骨骼PowerLoaderLight,功能包括支持用户承重100kg和提升用户下肢力量40kg,可应用于救灾、建筑施工等场景，设备自重38kg,市场售价1800万日元(约23万美元)。·松下集团属下外骨骼企业ATUOUN生产的外骨骼MODELYPowerAssistSuit自重4.5kg,能够增强用户搬运重物能力并提供保护功能，该设备应用于2020年东京奥运会和残奥会。对轻度偏瘫脑卒中患者的医疗康复类外骨骼，于2009年商业化，面向医院等医疗机构销售。汽车制造业巨头外骨骼需求场景丰富，推动外骨骼自研发和商业化汽车制造商对工业外骨骼设备的需求大。根据福特汽车集团数据，其汽车工人每日执行头顶上方作业最高达4600次。2018年，福特汽车采购EksoBionics的工业外骨骼工业外骨骼，在其美国工厂部署上百件。现代集团是第一家自研工业外骨骼的汽车制造商，制造业的协同作用支持其研发的需求理解、产品性能优化和场景落地。现代(Hyundai)为韩国大型汽车制造业上市公司，目前市值约400亿美元。针对汽车制造业组装车间需求场景，现代于2019年推出两款工业外骨骼，即上肢支持外骨骼VestExoskeleton(VEX)和下肢支持外骨骼Chairless称制计其望f4称制计其望f4·VEX适用于支持工人长时间执行头顶上方作业的场景，能够缓解疲劳，提升效率。·CEX适用于支持工人长时间以坐姿状态作业，能够降低用户背部和下肢的肌肉活动40%,支持用户身体重量150kg,设备自重1.8kg。的商业化，并首先在美国工厂投入使用，计划在全球工厂部署。··基于对现代汽车组装线场景的深度理解，VEX设计性能优越，相比创业公工业外骨骼产品，各项性能指标具有优势。·有赖于现代集团的制造和供应链优势，VEX的市场售价低于竞品，比EksoBionics产品低2000美元，比LevitateTech产品低1000美元，具有价格竞争力。GCBINSIGHTSICHINA45创业与融资：超半数企业处于A轮及以前，2016年至今全球达成融资近百次从初创企业发展及其融资情况来看，目前行业仍处于早期阶段。根据CBInsights数据，2016年至今，初创企业共完成近百次融资交易，超半数融资主体为处于A轮及以前的初创企业，A轮融资不超过10次，B轮和C轮融资交易不超过10次。另外，其他融资情况具体包括可转换票据融资、债务融资、贷款、政府拨款等，融资主体多为早期阶段小型初创企业。N=93其他其他中国韩国5%加拿大印度瑞士2016年1月1日至2021年10月20日(数据来源：CB·2016年至今，中国、印度和美国的初创企业融资活动最为突出，三国初创企业融资交易占全球情况半数以上。中国和印度为新兴发展经济体，科技产业虽发展晚近，但投入力度大且有较多具有在发达国家科研和产业经验的专业人才归国创业。·美国为最早发展外骨骼机器人产业的发达国家，其高校及科研机构为孵化初创企业的重要源头。创业与融资：从融资情况来看，近年势头强劲的初创企业分布在日本、中国及欧美为主，且以主营医疗康复类外骨骼企业居多日本及欧美有多年产业及技术积累，中国作为最大的发展经济体对科技和创业的投入力度大，这些地区发展出了若干较成熟的外骨骼初创企业。融资规模全球前十的初创企业中，有4家处于A轮之后较成熟阶段，日本企业Innophys目前为C轮，融资3次，中国企业傅利叶智能(FourierIntelligence)目前为C轮，融资7次，法国企业Wandercraft目前为B轮，融资1次，美国企业SuitX目前为C轮，融资3次。就计融资金瓶(单位；百万美元)就计融资金瓶(单位；百万美元):医疗康复类:工业军用类图45|未上市初创企业昭资总金额全球排名前十者，时间截至2021年10月20日(数据来源：CEinsights和公开资科)外骨骼机器人产业发展需长期大规模资金投入。ReWalk、EksoBionics和BionikLaboratories亦有上市后再融资。根据公开资料，ReWalk上市后融资7次共计超1亿美元，EksoBionics上市后融资2次共计5680万美元，BionikLaboratories上市后融资3次共计1590万美元。应用场景：2B产品及场景发展丰富，以医疗康复类和泛工业类设备为主，2C以运动类壁龛市场为代表，产品种类有限医疗原复类外骨骼及应用场景医疗原复类外骨骼及应用场景·场景：脑卒中等老年病下肢运动康复，上肢运动康复，运动受限者助行等。泛工业类外骨骼及应用场景泛工业类外骨骼及应用场景·场景：物流搬运，汽车组装车间，机场地勤，机场行李搬运，(外科医生等)站立支撑，危险施工支持及保护等。运动娱乐类外骨骼及应用场景运动娱乐类外骨骼及应用场景·场景：极限户外运动场景，如滑雪运动等。GCBINSIGHTSICHINA中国产业发展：初创企业成立不足十年，医疗康复类产品居多由于医疗康复市场空间大、利润高，医疗康复类外骨骼企业发展时间较长、数量较多。·由于工业类外骨骼的技术门槛和成本较低，某些在早期专注于医疗类外骨骼的企业选择向工业类外骨骼方向延展，近年来出现更多专注于工业外骨骼的中小型初创企业。成立年份:医疗康复类!·傅利叶智能·铁甲钢拳·杰曼智能科技·丞辉威世智能科技2016年5月，钱璟康复医疗科技收购璟和技创瑞步康医疗科技·大艾机器人·赤源动力科技·布法罗机器人·迈步机器人·迈宝智能科技◎:_英汉思机器人英汉思机器人于2021年6月23日申请进行简易注销。(来源：公开资料，CBinsights中国)GCBINSIGHTSICHINA中国产业发展：7家企业近年有融资，5家过A轮，3家单次融资超千万美元2021年7月2021年1月2020年1月√傅利叶智能：3次√傲鲨智能：1次√程天科技：1次√铁甲钢拳：1次√傅利叶智能：1次√远也科技：1次傅利叶智能：1次√奇诺动力：1次图45|2019年1月至2021年10月底，中国初创企业融资情况(数据来源：公开资科，CBInsights中国分析)CBINSIGHTSICHINA医疗康复类外骨骼需求增长(1/2)中国脊髓损伤、脑损伤患者众多，相应康复需求巨大，但医师资源严重不足：据相关数据，中国每年脊髓损伤患者超30万，每年创伤性脑损伤患者超60万，每年卒中患者超500万，总体卒中终生发病风险为39.3%(居全球首位),2019年带病生存的卒中患者已高达1300万。中国康复医师占基本人群的比例约0.4:10万人，而发达国家情况为5:10万人，两者相差12.5倍。图46|2011-2019年中国康复专科医院数量(单位：家)·据公开资料，中国综合医院设康复科的比例约为35%,2019年综合医院达19963家，估算有医疗康复类外骨骼需求的医院数量约7693家。目前单医院采购量为1-2台，则存量需求约1.5万台。·中国院内康复需求大，医疗机构端设备需求量理论上有望几何级增长，目前2B销量GCBINSIGHTSICHINA医疗康复类外骨骼需求增长(2/2)图47|2011-2019年中国康复科执业医师数量(单位：人)图47|2011-2019年中国康复科执业医师数量(单位：人)执业(助理)医师·根据中国卫生统计年鉴分析，中国康复科执业医师数量不足且增长缓慢，2011至2019年CAGR仅为15%。CCBINSIGHTSICHINA中国市场：重体力劳动力整体数量减少且价格逐年上升，但大量柔性非标化工业场景难以全自动化，驱动工业类外骨骼需求增长采矿业勘探、重工业生产制造、建筑业搬运施工、物流仓储业分拣搬运、机场行李搬运等存在大量柔性非标化场景，比如汽车混线生产与组装场景，航空窄体机行李运输等。工业类外骨骼机器人可显著提升重体力劳动者工作效率并减少工伤。2019年中国重体力劳动力约1.6亿人，按每百人部署一台设备测算，工业外骨骼机器人目前需求量超百万台。重体力劳动行业从业人数整体下降，平均工资增长，劳动力价格上升重体力劳动行业从业人数整体下降，平均工资增长，劳动力价格上升制造业：-1.40%·建筑业：1.09%政业：5.54%采矿业制造业■建筑业·建筑业：8.64%邮政业：9.99%20172018CCBINSIGHTSICHINA中国政策环境：政府出台支持性政策、完善管理机制，促进产业良性发展(1/3)政策及相关重点：《关于推动机器人产业发展的指导意见》:提出到2020年形成较为完善的工业机器人产业体系的目标；培育3-5家具有国际竞争力的龙头企业和8-10个配套产业集群，机器人密度达到100以上。《医疗器械监督管理条例》:对医疗器械按照风险程度实行分类管理，按风险从低到高将医疗器械相应分为一、二、三类，重点监管高风险产品；国家鼓励医疗器械的研究与创新，促进医疗器械新技术的推广和应用，推动医疗器械产业的发展。《医疗器械注册管理办法》:医疗器械实行分类管理；建立医疗器械不良事件监测制度。:机器人领域及高性能医疗器械领域被列入中国十大重点发展领域，将注重研发医疗健康机器人、工业机器人、特种机器人等，促进机器人行业向标准化、模块化方向发展。在高性能医疗器械领域，中国政府将大力推动以医用机器人为代表的高性能诊疗设备及可穿戴式移动医疗产品的发展。CBINSIGHTSICHINA54中国政策环境：政府出台支持性政策、完善管理机制，促进产业良性发展(2/3)政策及相关重点：器人和军用机器人。·《机器人产业发展规划(2016-2020年)》:自主品牌工业机器人年产量达10万台；服务机器人年销售收入超过300亿元；机器人密集度达到150以上等。·《关于促进医疗产业健康发展的指导意见》:重点开发医用机器人等高性能诊疗设备。·《关于加快发展康复辅助器具产业的若干意见》:要求康复辅助器具生产企业增强自主创新能力，和优化产业空间布局，显著提升产业发展整体素质和产品附加值，推动康复辅助器具产业向中高端迈进。支持外骨骼机器人、仿生假肢、虚拟现实康复训练设备等产品研发，形成一批高智能、高科技、高品质的康复辅助器具产品，推动智能假肢产业化发展。《关于深化审评审批制度改革鼓励药品医疗器械创新的意见》:改革临床试验管理，加快上市审评审批，加强医疗器械全生命周期管理，完善医疗器械再评价制度等，促进医疗器械产业结构调整和技术创新，提高产业竞争力。·《"智能机器人"重点专项2017年度专项申报指南》:围绕智能机器人基础前沿技术、新一代机器人、关键共性技术、工业机器人、服务机器人、特种机器人6个方向，启动42个项目，经费约6亿元。《国家机器人标准体系建设指南》:建立起较为完善的机