科技前沿探秘--圖解外骨骼技術

在當今的科技世界里，人體外骨骼已經越來越引人關注。它們在許多領域，包括軍事、醫療、工業，甚至日常生活中都發揮著巨大的作用。本書將深入探討人體外骨骼的發展和應用，以及它們的關鍵技術。
人體外骨骼是一種機械裝置，它能夠增強和擴展人體的生理能力。人體外骨骼可以提供額外的力量、耐力和速度，同時還可以保護人體免受傷害。隨著研究的深入，人體外骨骼技術取得了顯著的進步，使其在更多的領域得到應用。
在軍事領域，人體外骨骼具有巨大的潛力。它們可以增強士兵的生理能力，使其能夠更輕松地完成各種任務。此外，人體外骨骼還可以提供額外的保護，使士兵免受傷害。在醫療領域，人體外骨骼已經被用于幫助殘疾人和患有肌肉萎縮癥的患者。它們可以提供額外的力量，使患者能夠自由地進行日?；顒?，如行走、提起物品等。此外，人體外骨骼還可以用于康復治療，幫助患者恢復失去的功能。在工業領域，人體外骨骼也具有巨大的潛力。它們可以增強工人的生理能力，使其能夠更輕松地完成繁重和危險的任務，減少工傷，延長勞動力壽命等。除了在特定領域的應用，人體外骨骼還有潛力改變我們的日常生活，如輔助運動訓練及幫助老年人或殘疾人更加輕松地進行日?；顒?。
然而，人體外骨骼的發展還面臨著許多挑戰。例如，這些機器人需要更高的能量效率、更先進的傳感和控制技術，以及更舒適的用戶界面設計。此外，還需要更多的研究和實驗來驗證人體外骨骼的安全性和有效性。
編寫本書的目的是為讀者提供人體外骨骼的全面概述和不同領域人體外骨骼的案例分析。書中將詳細介紹人體外骨骼的工作原理、技術實現和潛在應用，還將討論人體外骨骼的優點和缺點，以及它們對未來社會的影響。
希望本書能夠為從事人體外骨骼研究和開發的科學家、工程師和學生提供有用的信息和啟示，也希望這本書能夠激發廣大讀者對未來科技的熱情和興趣。
感謝碩士研究生張新然、付彥博、朱瑩、廖陳麗、冉林杰為本書搜集了大量資料和案例。感謝參與本書編寫和出版工作的所有人員。在此，我向他們表示最誠摯的感謝和敬意。
本書自動筆至完稿歷時約一年半，其間為之殫精竭慮，今終嘗所愿。慮及筆者水平有限，書中不足之處，懇請廣大讀者不吝賜教。

劉志輝

劉志輝，博士，東華大學機械工程學院高級實驗師，碩士生導師，荷蘭代爾夫特理工大學訪問學者，上海工程圖學學會副秘書長，工信部國際經濟技術合作中心工業設計領域專家庫專家，國際學術會議《Comfort Congress》審稿人，東華大學學報自然科學版和英文版審稿人，教育部學位中心資深評審專家。主要從事工業設計、機械設計、人因工程領域的教學和科研工作。先后參與國家自然科學基金面上項目和國家社科基金冷門絕學項目，上?？萍紕撔滦袆佑媱?、上海市決策咨詢重大課題，主持上海社科聯項目，企業合作科研項目20余項，第一作者或通訊作者發表SCI、SSCI及核心期刊10余篇。

本書主要介紹人體外骨骼及其關鍵技術。全書共分六章，介紹了軍用人體外骨骼、醫用人體外骨骼、工業用人體外骨骼、消費級人體外骨骼的基本構成和相關關鍵技術，闡述了人體外骨骼的定義、發展歷史、分類、材料，讓讀者對人體外骨骼有一個總體的認知，接著分別從軍事、醫療、工業、消費級產品四個領域，用案例分析的方式，圖文并茂地對當前全球范圍典型的人體外骨骼進行了較為詳細的闡述。
本書適合作為認識人體外骨骼的科普讀物，也可供機械、控制、自動化等專業的學生及從事外骨骼產品研發的人員參考。

第一章　認識人體外骨骼	１
1.1　什么是人體外骨骼？  2
1.2　人體外骨骼早期發展史  3
1.3　21世紀的突破與發展  9
1.4　人體外骨骼的拓展應用  14
1.5　人體外骨骼的工作原理  20
1.6　人體外骨骼材料  21
1.7　人體外骨骼的分類  23
1.8　困難與挑戰  23
1.9　小結  25

第二章　軍用人體外骨骼	27
2.1　案例一：BLEEX  29
2.2　案例二：Fortis  37
2.3　案例三：HULC  43
2.4　案例四：ONYX外骨骼系統  50
2.5　案例五：PowerWalk  56

第三章　醫用人體外骨骼	60
3.1　案例一：Ekso NR——下肢康復外骨骼  61
3.2　案例二：Lokomat——下肢固定康復外骨骼  72
3.3　案例三：REX Bionics——下肢康復外骨骼  82
3.4　案例四：ReWalk——下肢康復/運動輔助外骨骼  90
3.5　案例五：Syrebo——手部康復外骨骼  99
3.6　案例六：Myopro——手臂運動輔助外骨骼  113

第四章　工業用人體外骨骼	121
4.1　案例一：Ironhand   122
4.2　案例二：HeroWear Apex  131
4.3　案例三：MATE-XT  140
4.4　案例四：MAX模塊化輕型外骨骼  149
4.5　案例五：EVO  157
4.6　案例六：Paexo Back物流外骨骼  162

第五章　消費級人體外骨骼	166
5.1　案例一：Roam Elevate機器人滑雪外骨骼  168
5.2　案例二：本田Walking Assist步行輔助器（第一代）  174
5.3　案例三：本田Walking Assist體重支撐型步行輔助器（第二代）  182
5.4　案例四：Super Flex“ 動力服”（Aura Power Clothing力量套裝）  190
5.5　案例五：三星GEMS外骨骼  198
5.6　案例六：Exhauss Cine云臺相機支持外骨骼（LAigle Exoskeleton）Exhauss Exoskeleton G V2  207

第六章　展望	211

參考文獻	216