Wearable Robotics Engineering 2025: Accelerating Human Augmentation & Market Growth

可穿戴机器人工程2025:加速人类增强与市场增长

24 5 月, 2025

可穿戴机器人工程在2025年:外骨骼和辅助设备如何改变工业、医疗保健和人类潜力。探索这一开创性领域的突破、市场激增和未来路线图。

可穿戴机器人工程在2025年进入关键阶段,以快速的技术进步、商业化增长和在医疗保健、工业和消费领域的应用扩展为特征。该领域涵盖外骨骼、动力假肢和辅助可穿戴设备,正在通过轻质材料、人工智能(AI)和传感器整合的突破而不断发展。这些创新推动了性能的提升和更广泛的采用。

2025年的一个关键趋势是外骨骼在工业和医疗用途中的主流化。诸如SuitX(现为Ottobock的一部分)、OttobockSarcos Technology and Robotics Corporation等公司正在引领潮流,开发符合人体工学的高效电池外骨骼,旨在减少工作场所的伤害并增强身体残疾人士的移动能力。Ottobock持续扩展其可穿戴机器人解决方案组合,专注于康复和工业支持,而Sarcos正在推进面向物流和制造环境的全身动力外骨骼技术。

在医疗领域,可穿戴机器人越来越多地融入康复程序和个人移动辅助工具中。ReWalk RoboticsCYBERDYNE Inc.因其获得FDA批准的外骨骼而备受关注,这些外骨骼帮助脊髓损伤和中风恢复的个体。如今,这些设备正在被越来越多的康复中心采用,并逐渐可供个人使用,反映出向以患者为中心的居家护理的转变。

人工智能与机器人技术的融合是另一个定义性趋势。可穿戴机器人利用机器学习算法进行自适应控制、实时步态分析和个性化辅助。像Hocoma这样的公司正将先进的软件集成到其康复外骨骼中,使治疗更加灵敏和有效。

展望未来,预计该领域将继续增长,已建立的企业和初创公司都在增加投资。监管路径正在变得愈加清晰,多个地区的医疗外骨骼保险覆盖范围正在扩大。在接下来的几年里,预计将进一步实现微型化、提高电池寿命和增强用户舒适性,使可穿戴机器人更易于获取和日常使用。

  • 预计到2027年,工业外骨骼将成为物流和制造领域的标配设备。
  • 随着老龄化人口和对康复解决方案需求的增加,医疗外骨骼预计将实现两位数的年增长。
  • 面向消费者的可穿戴机器人(如用于移动支持的动力矫形器)预计将作为新的市场细分出现。

总体而言,2025年标志着从试点项目到可规模化部署的过渡,使可穿戴机器人工程作为职场安全和个人健康的变革性力量。

市场规模、细分及2025-2030年增长预测

可穿戴机器人工程领域正在经历强劲的增长,推动因素包括传感器技术、人工智能和轻质材料的进步。截止到2025年,市场主要细分为医疗外骨骼、工业外骨骼和移动及康复辅助设备。关键应用领域包括医疗保健(康复、物理治疗和行动辅助)、工业人机工程(工人支持和伤害预防)和国防(增强士兵表现)。

ReWalk Robotics、Ekso Bionics和CYBERDYNE Inc.等领先公司处于医疗和康复外骨骼的最前沿,其产品已在多个地区获得临床和家庭使用的批准。在工业细分市场,SuitX(现为Ottobock的一部分)、Sarcos Technology and Robotics Corporation和本田汽车公司以其旨在减少工人疲劳和肌肉骨骼损伤的动力和被动外骨骼而闻名。

近年来,特别是在医疗领域,外骨骼的应用激增,这些外骨骼已被整合进中风、脊髓损伤和老年人行动障碍的康复程序中。例如,ReWalk Robotics报告称,欧洲和北美的康复中心的安装量有所增加,而CYBERDYNE Inc.则持续扩大其HAL(混合辅助肢体)系统在亚洲和欧洲的影响。在工业领域,像Sarcos Technology and Robotics Corporation这样的公司正在与物流和制造合作伙伴试点外骨骼,以应对劳动力短缺并提高工作场所安全。

展望2030年,预计可穿戴机器人市场将保持两位数的年增长,这得益于人口趋势(老龄化人口)、对工作场所安全的关注增加,以及持续的技术创新。医疗领域预计将保持最大,但工业和国防应用预计将快速增长,因为成本降低和设备能力扩展。诸如Ottobock和本田汽车(Honda Motor Co., Ltd.)等公司正在加大研发投资,以开发更轻便、更直观的系统,同时预计机器人公司与医疗服务提供者之间的合作将加速临床应用。

  • 医疗外骨骼:康复、行动辅助和物理治疗
  • 工业外骨骼:工人支持、伤害预防、物流和制造
  • 国防和公共安全:增强军人耐力和负载能力

到2030年,可穿戴机器人工程有望成为医疗保健和工业人机工程的主流组成部分,随着可用性、经济性和监管接受度的持续提高,广泛应用将得到推动。

核心技术:外骨骼、软机器人和人工智能整合

可穿戴机器人工程正在快速发展,核心技术如外骨骼、软机器人和人工智能(AI)整合正在塑造这一行业在2025年及以后的轨迹。外骨骼曾主要与军事和工业应用相关联,如今却越来越多地在医疗保健、康复和工作场所人机工程中被采纳。像Ekso BionicsReWalk Robotics等公司正处于前沿,提供获得FDA批准的外骨骼用于脊髓损伤和中风康复。这些设备正在全球的医院和康复中心部署,同时正在开展临床研究,以扩展其适应症和改善用户结果。

工业外骨骼也正在获得关注,尤其是在物流和制造行业。SuitX(现为Ottobock的一部分)和本田汽车有限公司已开发出可穿戴辅助设备,以减少从事重复或重物搬运工作的工人所承受的肌肉骨骼压力。这些系统正在许多主要汽车和航空制造商处进行试点和采用,现场数据表明可以减少工作场所伤害,提高生产率。

软机器人利用灵活的材料和仿生设计,正在改变可穿戴机器人。像SuitX和三星电子(Samsung Electronics)等公司正在探索提供微妙帮助的软外骨骼和机器人服装,这些设备在不限制自然运动的情况下为用户提供支持。这些创新在老年护理和中风后康复中具有特别的潜力,因其舒适性和适应性至关重要。

人工智能整合成为2025年的一个重要趋势,使可穿戴机器人能够实时适应用户意图和环境变化。CYBERDYNE Inc.在其HAL外骨骼中率先使用生物电信号处理,使控制能够基于穿戴者的神经信号进行直观控制。与此同时,三星电子和松下公司正致力于基于AI的步态分析和预测算法,以个性化辅助并优化能效。

展望未来,外骨骼、软机器人与AI的融合预计将产生更轻便、经济和用户友好的可穿戴机器人。行业合作和监管支持正在加速临床验证和工作场所的采用。随着这些技术的发展,未来几年可能会看到在医疗保健、工业和消费健康领域更广泛的部署,对行动能力、安全和生活质量产生可测量的影响。

领先企业和行业倡议(如SuitX、Ekso Bionics、IEEE标准)

可穿戴机器人工程领域正在经历快速的演变,领先企业和行业倡议在2025年及以后的形态中塑造了这一格局。像suitXEkso BionicsSarcos Technology and Robotics Corporation等公司处于前沿,推动着工业、医疗和军事应用中外骨骼和辅助设备的创新。

现在是Ottobock的一部分的SuitX持续开发模块化外骨骼,旨在减少工作场所的伤害并增强残疾人士的移动能力。他们的产品如MAX系统正被采纳在制造和物流行业,同时在汽车和航空领域进行着持续的试点项目。Ekso Bionics在医疗外骨骼方面仍然是先驱,其EksoNR设备在多个地区获得了监管批准,并在全球的康复中心部署。该公司还在扩展其工业外骨骼产品线,旨在提高工人的安全和生产力。

与此同时,Sarcos Technology and Robotics Corporation正在推进其Guardian XO全身电池动力外骨骼,设计用于建筑、制造和国防领域的重物搬运任务。该公司已与主要工业公司宣布合作伙伴关系,以进行现场试验并在未来几年内完善商业部署的技术。

在标准和监管方面,IEEE已建立IEEE机器人与自动化学会可穿戴机器人技术委员会,积极致力于标准化可穿戴机器人(如外骨骼)的安全性、互操作性和性能指标。这些努力预计将通过为制造商和最终用户提供明确的指南,来加速外骨骼的采用。同时,像国际标准化组织(ISO)等组织正在制定可穿戴机器人的全球标准,预计将在未来几年内发布新的框架。

  • suitX(Ottobock):用于工业和医疗用途的模块化外骨骼。
  • Ekso Bionics:康复和工业外骨骼,全球临床部署。
  • Sarcos Technology and Robotics Corporation:用于重工业的全身电池动力外骨骼。
  • IEEE:可穿戴机器人的标准制定和技术委员会。
  • ISO:可穿戴机器人设备的国际标准化努力。

展望未来,整个行业将迎来显著增长,研发投资将增加,行业采用面将扩大,并且监管框架将成熟。领先制造商与标准机构的合作预计将推动创新和安全,确保可穿戴机器人成为全球工作场所和医疗系统的一个重要组成部分。

应用:医疗保健、工业、军事和消费领域

可穿戴机器人工程正迅速改变多个行业,2025年将标志着先进外骨骼和辅助设备的部署和规模化发展的关键一年。在医疗领域,可穿戴机器人越来越多地融入康复和移动解决方案中。像Ekso Bionics和ReWalk Robotics等公司处于前沿,为脊髓损伤和中风康复提供获得FDA批准的外骨骼。这些设备如今正在全球主要的康复中心被采用,同时在美国、欧洲和亚洲的临床研究支持其在改善患者结果和减少治疗时间方面的有效性。

在工业环境中,可穿戴机器人正在解决工作场所伤害和生产力挑战。SuitX(现为Ottobock的一部分)和Sarcos Technology and Robotics Corporation开发的外骨骼旨在为从事制造、物流和建筑业的工人减少肌肉骨骼压力。在2025年,几家财富500强公司正在试点或扩大这些系统的使用,根据早期部署的数据,显示工人疲劳和受伤率有所下降。预计随着监管机构和保险公司认识到降低成本和改善职业健康的潜力,这一趋势将加速。

军事应用仍然是可穿戴机器人创新的重要驱动力。像洛克希德·马丁(Lockheed Martin)和BAE系统这样的组织正在开发动力外骨骼,以增强士兵的耐力、负重能力和预防伤害。到2025年,正在进行下一代原型的现场试验,重点关注与士兵系统的整合和实时数据分析。美国国防部及其盟国机构正在投资模块化、轻便的设计,以便为不同的任务应用快速适配,预计将在未来几年内实现实际部署。

消费应用虽然仍在发展中,但正在获得动力。CYBERDYNE Inc.提供HAL(混合辅助肢体)外骨骼,用于个人移动和健康,已经在日本和欧洲逐渐被采用。到2026年,面向健康、老年护理和个人增强的可穿戴机器人预计将看到更多的商业化,因为成本降低和用户接受度提高。人工智能、轻质材料和物联网连接的结合预计将进一步扩展消费市场,使可穿戴机器人成为各个行业的主流技术。

监管环境和安全标准(IEEE、ASME、FDA)

可穿戴机器人工程的监管环境正在迅速演变,随着行业的发展和设备在医疗、工业和消费应用中的普及。在2025年,监管机构和标准组织正加大力度,确保可穿戴机器人系统(如外骨骼和动力矫形器)的安全性、互操作性和有效性。

电气与电子工程师协会(IEEE)仍在对可穿戴机器人进行标准化。IEEE机器人与自动化学会正在推进IEEE P2863标准,该标准涉及外骨骼和可穿戴机器人在安全性、性能和互操作性方面的要求。预计这一标准在2025年将获得普遍采用,为制造商和用户评估设备的安全性和功能提供框架。

同样,美国机械工程师学会(ASME)也在积极制定可穿戴机器人设备的设计和测试指南。最初专注于医疗设备建模和仿真的ASME V&V 40标准正在适应以应对可穿戴机器人独特的挑战,包括人机交互和生物力学兼容性。预计这些努力将在2026年推出更新的标准,以支持医疗和工业外骨骼的应用。

在美国,食品药品监督管理局(FDA)已将许多可穿戴机器人设备,特别是用于康复或移动辅助的设备,归类为二类医疗设备。这一分类要求制造商证明与现有设备的实质等效性,或经过上市前的批准。在2025年,预计FDA将发布针对可穿戴机器人的更新指南,反映设备的多样性和与数字健康技术的整合。FDA的数字健康卓越中心还在与行业利益相关者合作,以简化创新可穿戴系统的监管路径。

在全球范围内,监管一致性仍然是一个挑战,欧盟的医疗器械法规(MDR)对可穿戴机器人的临床评估和上市后监测施加了严格要求。领先制造商如ReWalk Robotics和Ekso Bionics正积极与监管机构交流,以确保合规并促进进入市场。

展望未来,未来几年可能会看到标准机构、监管机构和行业领导者之间增加合作,以应对可穿戴机器人中的新兴风险,如网络安全和数据隐私。安全标准和监管框架的收敛预计将加速创新,同时保护用户,为更广泛的医疗、工业和消费市场的采用铺平道路。

投资、融资和并购活动

可穿戴机器人工程领域截至2025年正在经历强劲的投资和整合活动,推动因素包括外骨骼、康复设备和人类增强技术的进步。风险投资和战略企业投资正在支持既有企业和创新初创公司,重点放在扩大生产、扩展临床试验和加速商业化。

ReWalk Robotics等行业主要领导者,作为可穿戴外骨骼的先驱,继续吸引资金来支持产品开发和监管批准。在2024年,ReWalk宣布了新投资,旨在扩展其产品组合并进入新市场,特别是在欧洲和亚洲。类似地,Ekso Bionics已获得额外资金,以增强其康复外骨骼,并开发用于工作场所伤害预防的工业外骨骼。

战略合作与收购正在塑造竞争格局。位于瑞士的机器人康复领导者Hocoma与母公司DIH Medical的整合加深,利用研发和全球分销的协同效应。同时,以HAL外骨骼而闻名的CYBERDYNE Inc.通过合资和技术许可协议扩大其国际影响力,特别是在亚太地区。

工业可穿戴机器人细分市场也在吸引大量投资。SuitX(在2021年收购后现为Ottobock的一部分)持续获得资金用于开发面向职业的外骨骼,旨在减少工作场所伤害,提高生产力。Ottobock的全球影响力和制造能力加速了SuitX技术的商业化,预计将在2025年及以后推出新的产品。

展望未来,预计该领域将继续进行并购活动,随着大型医疗设备和工业自动化公司寻找收购创新的可穿戴机器人公司来多样化其产品组合。资本的涌入也支持从试点项目向大规模部署的转变,特别是在医疗保健、老年护理和物流领域。随着监管路径变得更加清晰和报销模型的发展,预计对可穿戴机器人工程的投资将保持强劲,并越来越重视AI的整合和数据驱动的性能优化。

挑战:可用性、成本和采用障碍

可穿戴机器人工程,包括外骨骼、动力假肢和辅助服装,正面临可用性、成本和采用方面的重大挑战,因为该领域在2025年及以后的发展中不断前行。尽管技术快速进步,这些障碍仍持续影响实际部署的速度和范围。

可用性仍然是一个核心问题。许多可穿戴机器人设备仍然相对笨重、沉重,或需要复杂的穿戴程序,限制了其日常使用的吸引力。例如,OttobockSuitX(现在是Ottobock的一部分)设计的工业外骨骼在符合人体工学设计上取得了进展,但用户在长时间穿戴时仍报告疲劳和不适。在医疗领域,ReWalk RoboticsEkso Bionics的动力外骨骼日益复杂,但仍需大量的培训和监督,这可能成为广泛临床或家庭采用的障碍。

成本是另一个持续的障碍。先进的可穿戴机器人通常包含高性能的驱动装置、传感器和定制组件,推高了价格。例如,Ekso BionicsReWalk Robotics的低肢外骨骼在康复或活动上可花费超过70,000美元每个单元。虽然一些制造商正努力通过模块化设计和大规模生产降低成本,但价格仍然对许多个人和较小的组织来说是难以承受的。保险覆盖和报销政策正在演变,但在不同地区和应用中仍不一致。

采用障碍还受到监管、文化和基础设施因素的进一步影响。监管审批流程(如由美国FDA或欧洲CE标志监督的)可能既漫长又消耗资源,从而减缓新设备的市场准入。此外,像Sarcos Technology and Robotics Corporation的外骨骼这样的可穿戴机器人在工作场所的整合需要改变工作流程、培训,甚至有时需要改变设施布局,这可能让雇主对投资望而却步。在医疗领域,临床医生和患者可能对在没有充分证据证明其长期效益和安全性的情况下,采用新技术持谨慎态度。

展望未来,该领域预计将通过在轻质材料、改进用户界面和可扩展制造方面取得进展来应对这些挑战。然而,克服可用性、成本和采用障碍仍将是可穿戴机器人工程在2025年及随后的几年里关注的关键。

新兴创新:材料、传感器和人机界面

可穿戴机器人工程在2025年正在经历快速转型,驱动因素为材料科学、传感器技术和人机界面(HMI)设计的进步。这些创新正在使外骨骼和辅助设备变得更加轻便、适应性强且用户友好,对医疗、工业和消费应用产生重要影响。

一个关键趋势是先进材料的整合,如软机器人聚合物、形状记忆合金和轻质复合材料。这些材料增强了柔韧性和舒适性,使设备能够更加自然地适应人体。例如,SuitX(Ottobock的子公司)正在开发利用轻质框架和软驱动器的外骨骼,以减少用户疲劳并改善工业工人和行动障碍人士的移动能力。同样,CYBERDYNE Inc.在其HAL(混合辅助肢体)外骨骼上不断完善,使用先进材料用于医疗康复和老年护理。

传感器技术是另一个快速创新的领域。现代可穿戴机器人配备多模态传感器阵列,包括惯性测量单元(IMU)、肌电图(EMG)传感器和压力传感器,以捕获实时的生物力学数据。ReWalk RoboticsEkso Bionics正在整合这些传感器,使自适应控制算法能够动态响应用户意图和运动模式。这种传感器融合对安全性、精确性和机器人的自然感受至关重要。

人机界面正在演变为更加直观和响应性强的形式。最新的发展包括使用基于AI的意图识别、语音命令,甚至大脑-计算机接口(BCI)。三星电子已展示可穿戴机器人研究原型,采用手势和语音控制,旨在无缝融入日常生活。同时,Hocoma在康复机器人方面取得进展,界面能够根据患者反馈和表现实时调整治疗方案。

展望未来,这些创新的融合预计将产生不仅更有效且更易获取和更实惠的可穿戴机器人。行业合作和开放创新平台正在加速开发进程,监管机构和标准组织正在致力于确保安全性和互操作性。随着可穿戴机器人工程的持续成熟,未来几年可能会看到在各个行业更广泛的采用、改进的用户体验以及增强人类活动和生产力的能力。

未来展望:市场扩展、社会影响和下一代发展

可穿戴机器人工程的领域预计将在2025年及未来几年显著扩展,推动因素为材料科学、人工智能和微型驱动系统的进展。全球的可穿戴机器人市场——涵盖外骨骼、动力假肢和辅助设备——预计将看到强劲增长,因为工业和医疗领域加速采用。像SuitX(现在是Ottobock的一部分)和CYBERDYNE Inc.等关键参与者正在扩展他们的产品线,以满足更广泛的应用需求,从工业工人支持到老年人口的康复和移动辅助。

到2025年,基于AI的控制系统的整合使可穿戴机器人变得更加直观和适应性强。例如,ReWalk Robotics继续完善其为脊髓损伤患者开发的外骨骼,整合机器学习算法以改善步态模式和用户安全。同时,Hocoma正在推进采用实时生物反馈和云连接的机器人康复设备,支持个性化治疗方案和远程监测。

工业采用的速度也在加快,像Sarcos Technology and Robotics Corporation这样的视频都在部署动力外骨骼,以降低工作场所的伤害并提高物流、建筑和制造等领域的生产力。这些系统正在设计为能够全天穿戴,采用更轻的材料和改进的人体工学设计。可穿戴机器人的社会影响预计将是巨大的,因为可穿戴机器人有助于解决劳动力短缺问题、延长老年员工的工作寿命,并减少重复或繁重工作的身体负担。

展望未来,下一代发展将聚焦于软机器人、节能驱动和无缝的人机界面。像Myomo这样的公司正在开发对微小肌肉信号作出反应的肌电矫形器,同时与学术机构的研究合作正在推动基于柔性、纺织的外骨骼的界限。监管路径也在不断演变,像国际标准化组织(ISO)这样的组织正在制定新标准,以确保安全性和互操作性。

到2020年代末,可穿戴机器人工程预计将日益普及,设备将为特定用户需求和环境量身定制。机器人技术、数字健康和先进制造的结合预计将带来更实惠、可获取和用户友好的解决方案,从而增强市场扩展和积极的社会影响。

来源 & 参考文献

Human Augmentation in 2025: Enhanced, Augmented, and Transformed

Alexis Sparrow

亚历克西斯·斯帕罗是一位经验丰富的科技和金融科技写作专家,具有敏锐的创新和新兴趋势洞察力。她拥有斯坦福大学的技术管理硕士学位,在那里她磨练了自己在技术进步和金融系统方面的专业技能。亚历克西斯在这个行业拥有超过十年的经验,曾与领先的组织合作,包括金融浪潮集团,在那里她制定了全面的内容策略,弥合了复杂技术与日常金融解决方案之间的差距。她的文章出现在知名出版物中,致力于提供能够帮助读者应对不断变化的金融科技和技术领域的见解。通过她的写作,亚历克西斯旨在揭开新技术及其对金融行业影响的神秘面纱。

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