Google正大舉進(jìn)入機(jī)器人、無人機(jī)等各類智能硬件產(chǎn)品；軟銀、阿里、富士康不久前合資并啟動(dòng)情感機(jī)器人Pepper量產(chǎn)計(jì)劃。這些國(guó)際巨頭的戰(zhàn)略布局，讓人們意識(shí)到一個(gè)新制造、新硬件時(shí)代正悄然來臨。對(duì)于未來，我們的思考是中國(guó)是否做好了進(jìn)入“新硬件時(shí)代”的準(zhǔn)備？中國(guó)高端裝備和智能硬件的下一個(gè)需求爆發(fā)點(diǎn)在哪里？“未來機(jī)器”系列報(bào)告希望用前瞻性研究視角為您提供以上問題的啟發(fā)。第三篇，我們聚焦智能工具和人體骨骼。

 

　　智能工具是指，以智能設(shè)備（手機(jī)或控制器）為基礎(chǔ)，在普通工具上增加電子化配件之后，通過軟件系統(tǒng)與智能芯片等軟硬結(jié)合的方式與智能設(shè)備建立某種聯(lián)系，使得工具有智能化的功能。

 

　　目前，智能工具最大的突破在于機(jī)械骨骼。機(jī)械骨骼是通過人造方式而達(dá)到骨骼特性的輔助器械，是一種能夠增強(qiáng)人體能力的可穿戴機(jī)器,別名人力放大器。

 

　　用途上，美國(guó)在機(jī)械骨骼上的發(fā)展是圍繞軍事用途展開的，日本公司則在努力以商業(yè)用途開發(fā)機(jī)械骨骼，特別是幫助殘疾人和老年人進(jìn)行日常生活和生活（散步、爬樓梯、負(fù)載等）。

 

　　1、軍用方面：在于軍需物資搬運(yùn)、強(qiáng)化士兵體能訓(xùn)練保證士兵長(zhǎng)途行軍之后的戰(zhàn)斗力，將一個(gè)普通的戰(zhàn)士武裝成單兵作戰(zhàn)能力超強(qiáng)的“超級(jí)步兵”。

 

　　2、醫(yī)療方面：應(yīng)用在神經(jīng)康復(fù)領(lǐng)域的特定訓(xùn)練中，能夠保證高效的康復(fù)訓(xùn)練，僅美國(guó)市場(chǎng)就高達(dá)500億美金。

 

　　3、工業(yè)方面：目前還處于探索階段。工業(yè)應(yīng)用主要面向工程施工、緊急救助（疾病、事故、災(zāi)害、突發(fā)事件）、生產(chǎn)制造、搬運(yùn)輸送、危險(xiǎn)工作（如核電站操作維護(hù)、航天空間站、深水作業(yè)）等。

 

　　傳感器是機(jī)械骨骼中最重要的核心零部件。通過傳感器來收集使用者的活動(dòng)信息，這些信息傳遞給信息處理器進(jìn)行處理，然后啟動(dòng)相應(yīng)的機(jī)械部件來輸出能量。主要分為輸入和輸出：a.輸入系統(tǒng)：包括角辨向器、肌電傳感器、地面?zhèn)鞲衅?、肌肉壓力傳感器等?b.輸出系統(tǒng)：液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)比較常見的。

 

　　機(jī)械骨骼技術(shù)目前成果只是取得初步進(jìn)展，尚未形成可以切實(shí)應(yīng)用的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)，未來研究的方向主要集中在五個(gè)方面：1）人造肌肉纖維：人造肌肉纖維可以利用電壓變化使人造纖維收縮或伸張來產(chǎn)生力量，從而取代目前通用的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

 

　　2）控制系統(tǒng)：相較于基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)僅僅停留在簡(jiǎn)單的動(dòng)作示教層面或者只能對(duì)機(jī)器人關(guān)節(jié)或者末端執(zhí)行器進(jìn)行單個(gè)或者少數(shù)幾個(gè)自由度的孤立控制這一明顯缺點(diǎn)，系統(tǒng)內(nèi)控制是未來發(fā)展的必然趨勢(shì)。3）機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在滿足行走需要的基本條件外，還必須考慮安全性、兼容性、舒適性。4）能量源：補(bǔ)給能量之前，機(jī)械骨骼具有的能量必須足以支持24小時(shí)亟需解決。5）促動(dòng)：設(shè)計(jì)者必須使機(jī)器能夠順暢移動(dòng)，以便穿用者不會(huì)太笨拙，與發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，促動(dòng)器也必須安靜而高效。