外骨骼正从康复病房走向街头,补力不代劳,3公斤设备让走路省力一成,Ferris预测5年内不再稀奇。

最好的外骨骼让人忘记它存在,生物力学工程师 Daniel Ferris 这么说。他穿上外骨骼时几乎只感到轻微拉扯,脱下后却像突然爬坡般吃力。Ferris 设计可穿戴外骨骼和动力假肢数十年,2009年曾预测,到2024年人们会穿着机器人外骨骼走在街上。他承认当年抢跑了,但当年想的正在变成现实。
当年外骨骼主要用于临床,帮助脊髓损伤或中风患者康复。澳大利亚昆士兰大学的 Taylor Dick 说,那时候的思路是功能丧失了就补一个。如今转向增强,只补充动作所需的一部分力。电动护具能减轻关节炎膝盖的负担,机器人短裤让老人走得不那么疲惫,还有设备瞄准想走得更远更快的年轻人。去年10月,耐克发布动力鞋原型 Project Amplify;在中国,游客能在长城一段山路租用外骨骼。
支持者觉得这来得还不够快。日本、中国、意大利等国快速老龄化,世界卫生组织预计,到2050年全球60岁以上人口将达21亿。但设备还得更智能、更轻、更便宜、更好适配;另一个问题是:走路跑步变轻松后,人们会活动更多更健康,还是依赖机器、肌肉萎缩?
如今讲究少即是多。旧设备像钢铁侠的战衣,新系统估算穿戴者发出的力,只补充一部分,既保留人的控制又降低功耗。佐治亚理工学院用人工智能实时估算髋部运动,让行走更省力。密歇根大学的 Robert Gregg 用同样思路改造膝部矫形支架,牵头200万美元项目,设备提供关节所需力的25%到30%。佐治亚理工的 Gregory Sawicki 把目标比作训练大规模运动模型,成品更像可穿戴的电动自行车,而不是钢铁侠。
柔软材料让外骨骼接近衣物。德国海德堡大学的 WalkON 由肩带、腰带和大腿绑带组成,能套在衣服外,十位老人平地走时代谢消耗降10%,年轻人上坡少用18%能量。WalkON 不到3公斤,Dick 记得见过23公斤的旧款,当时她告诉工程师,没人穿得动。日本九州工业大学的 Tomohiro Shibata 说,成本是最大障碍,好不好穿同样要紧,有的临床外骨骼穿上要约20分钟。外骨骼该像电动自行车,成为身体的一部分,不用专人维护。

长期使用效果仍缺证据。担心的是马达每步提供20%的力,肌肉会不会变弱,停用后更糟。Dick 说还没有长期研究能回答,那需要大批受试者、长期随访和肌肉骨骼适应模型。Ferris 不担心,这个话题讨论了约20年,研究没发现持续使用导致肌肉变弱,人也不会整天穿着。Dick 认为运动变便宜后,人们会多走路多锻炼。Sawicki 设想外骨骼在主题公园出租、户外店出售,随年龄调整,年轻时加阻力,中年温和辅助,晚年多支撑。
中国这边已经动起来了。上海 Hypershell 卖轻量髋部设备,全球卖出3万台,首席运营官 Penn Yu 说,它吸引想走得更远的人。景区开始提供外骨骼租赁,Gregg 说中国企业进市场很快,美欧的工作多在实验室、诊所和工厂。设备价格可达数千美元,美国联邦医疗保险 Medicare 已把部分外骨骼类设备归入矫形支架,相关人群可部分报销。Ferris 的新预测是,五年内纽约街头出现穿外骨骼的人不再稀奇,但他也补了一句:也许我太乐观了。
原文:https://www.nature.com/articles/d41586-026-02527-z