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エキソケレトンロボット産業の分析

2021-04-05
1. Exoskeletonロボットの紹介

エキソスケルトンロボットとは、「WEARABLE ロボット」とも呼ばれる、人体の外に被覆されているロボットをいう。 その本質は、身に着けているインテリジェント構造です。 カップリング その原則は、人間の知性と外部の機械力の機械的エネルギーを組み合わせることです。 それは力の支援とインテリジェントを提供することによって人間の重い荷重と歩行能力を高めることができます。 と 主に医療リハビリテーション、産業、アウトドアスポーツ、軍事産業などで使用されるその他の機能。

2 エキソスケルトンロボットの主な製品タイプ

強度支援を提供するさまざまな臓器によると、現在の主流のエキソスケルトンロボットは製品の面で3つのカテゴリーに分けられます。上肢エキソスケルトンロボット、下肢エキソスケルトンロボットとウエストエキソスケルトンロボット。 これに基づいて、より多くの 「経済的」 シングルジョイント Exoskeleton Robotが登場し、まったく新しい技術を持つソフトエキソスケルトンロボット。 エキソスケルトンのさまざまな形態は、医療分野、産業分野、民界などのさまざまなシナリオで使用されています。

(1) 下肢エキソスケルトンロボット

下肢のエキソスケルトンロボットは、次のような2つのタイプに分けることができます。フルカバレッジタイプと半分のカバレッジ

フルカバレッジ タイプ: 腰と背中のメインボックス、2本の脚の外側を完全に包む金属構造とソールの金属構造。 いくつかの製品は、制御およびサポート機能を達成するために松葉杖をマッチングすることになり、いくつかの製品はブラケットまたは吊り下げられているものによって補完されるでしょう。 メインボックスのシステムオペレーティングプラットフォームや電源などのハードウェアモジュールがあります。サイズと体重は各製品によって異なります。 下肢構造では、股関節、膝関節、および足首関節は一般に移動可能なものとして設計されています。 自由に可動継手の数は通常「学位」と呼ばれます。 自由度は ロボットの密接に関連しています。人間をシミュレートする能力。

半被覆 タイプ: メインボックスを除いて、下肢は脚固定構造、ジョイント、接続構造のみを有し、製品設計はよりコンパクトで、 ライトです。 一般的に言えば、製品はより重く、機械の該当する人々の需要が高く、そして麻痺した患者や片麻痺のような機械によって提供される支持体が大きい。 軽量製品の使用シナリオも比較的柔軟であり、該当する人口はある程度のサポートをしています。 歩行 能力。

Exoskeleton Robot

(2) 上肢のエキソスケルトンロボット

上肢のエキソスケルトンロボットの形状は、次のように非常に似ています。下肢に固定された構造が上四肢に転写されることを除いて、下肢製品を下肢。構造的観点から、それは主に人体の身体の動きを自由度での関節を介して助けます。
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(3) ウエストエキソスケルトンロボット

ウエストエキソスケレトンロボットの形状は、かつて粉砕されたものと似ています。「戻る」 製品は背面から固定されています。 製品の本体が本体のメインボックスであり、様々な機能モジュールが箱の内側に配置されています。 それは主に物流や建設などの頻繁な曲げや輸送の場面で主に使用されています。
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(4) ソフトエキソスケルトンロボット

現在市場に出ているソフトエキソスケルトロボットは、実際には一種の下肢エキソスケレートロボットです。 使用シナリオの観点から、 彼らの 軽量の金属構造とオーバーラップしていますエキソスケレトンロボットですが、 形や技術的な道は それらと似ています構造の低いエキソスケルトン ロボット。 それは 完全に異なる。 メインボックスは依然として存在しているが、構造はよりコンパクトであり、下肢は織物を介して人体に固定され、ロープは関節の代わりに補助を提供するために使用される。
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第三に、エキソスケルトンロボットのコア組成物

エキソスケルトンロボットは主に3つのコアで構成されています。センシングシステム、制御システム、およびドライブシステム
(1) センシングシステム

センサーシステムは ユーザーのお母さんを収集しますエキソスケルトンの異なる位置に分散されたセンサーを通る歩行情報または移動意図、そして次にそれらを送信します。特定の形式でのデータへのデータ 収集された情報の種類から、それは物理量センサ(位置、角度、トルク、圧力など、 ユーザの歩容を決定することができる)に分割することができる。そしてバイオマスセンサー(ユーザの動きを判断することができる刺激図)。

(2) 制御システム

制御システムは、エキソスクレートトンの中央ハブです。 センサーシステムからフィードバックし、歩行モードを計画しているデータを分析することによって、 閉ループ駆動システムの制御が達成される。 含まれる困難さは、センサ融合アルゴリズムおよび制御されたアルゴリズムのような一連のソフトウェアモジュールを含む。 。 一般的に言って、コントローラは背面にあり、システムホスト、信号取得ボード、モータードライブボード、電力管理などを含むグローバル制御を実装しています。 しかしながら、エキソケルトンの自由度が増加し、モデルアルゴリズムがより複雑になるにつれて、分散制御を使用して中央制御システムの負担を軽減し、システムの応答速度を向上させることもできる。

(3) 運転システム

ドライブシステムはマシンの端にあります。機械的構造を駆動し、演出された特定のタスクを実行する責任があります。 さまざまなドライブフォームによると、主に3つのドライブがあります。モータードライブ、空気圧駆動、油圧。

モータードライブ: 中で簡単な構造、高精度、自動制御が最も使用されています。

空気圧ドライブ: ..小型、低コスト、便利な操作; しかし、精度は高くないので、制御が困難であり、動き範囲が限られています。

油圧 ドライブ: 安定した透過、高ダイナミクス、高い安全性が複雑な構造、重量、高コスト。

(4) Exoskeleton Robot Technologyの開発状況

Exoskeletonロボットは上記の3つのシステムと相互作用して、ロボット全体の協調運動を実現します。センシング技術、機械的制御、人間の力学などの知識は、複雑で包括的なものです。 この段階では、複雑な動きの下での不十分な応答速度、下肢ロボットの重心の不安定な応答速度など、製品の使いやすさ、および協調的な制御の困難さの難しさなどの製品の使いやすさを制限するのが難しい多くの技術的なボトルネックがあります。複数の程度の下で。 ..

具体的には、困難は主に制御システムに集中している。 マルチセンサー フュージョン技術、意図認識、重心調整中心、関節自由、モデリングの複雑さのバランスなど ソフトウェアでは困難です。 また、駆動システムでは、材料科学の発展が遅いため、モータの性能が制限されており、それが次にロボットの適用可能なシナリオを制限しています。

第4回、エキソスケレトンロボットの主要市場アプリケーションと市場規模

(1) 医療リハビリテーション

私の 国の リハビリテーション医療産業は開発の初期段階にあります。 一方では、 NeuroDegenerative 脳卒中、脳性麻痺、および Parkinsonの疾患機動性は巨大で緊急の市場の影響を受けます。 一方、低い設備投資、少数のリハビリテーション機関、および小規模がある。 後退機器研究の現状の需要と供給の間に深刻な不均衡があります。

ウェアラブルエキソスケルトンロボットは、人間工学と組み合わされたバイオニックの原理に基づいて設計されており、腰に着用することができます。 各関節は別個の運転に対応する。 患者がそれを身に着けた後、ロボットの運動モードが人体の自由度と同軸であることを確実にし、それはより効果的なリハビリテーションを達成することができる。

現在、約4,000の一般病院があります。リハビリテーションのある国。 .平均で1-2 病院によって購入された機器の単位、リハビリテーションの株需要はエキソスケレトンロボットの需要国は9,000です。 30万から300万の価格によるとユニット、株式市場のサイズは30億人です。

(2) モビリティの支援

モビリティ支援の目的Exoskeletonロボットは、ユーザーに継続的な支援を提供することです。毎日生きます。 援助の必要性の人口は主に: 身体障害者の身体障害者、障害障害のない人の高齢者、障害のない人々(登る 熱狂的) 製品の市場価格は100,000から30万人までの範囲です。RMB (平均150万人民元)、何万もの数万 30,000人のRMBの価格、そして何千から数千までのRMB (平均8000 RMB)。

潜在的な市場の需要の需要エキソスケルトンロボットは約1500万台で、市場規模は約120億人です。 リハビリテーション市場と比較して、モビリティアシスト エキソケルトンロボットはより有望です、そして 2C インクリメンタルです。 市場の天井が十分に高いので、市場スペースは十分です。

(3) 業界

1. 物流扱い

ロジスティクス処理は、産業用の最大のアプリケーションシナリオです。 私の 国の Express Logisticsは、毎年の明白な配達量を超えて繁栄し続けます。 40億個以上の成長を維持しています。 50%。 発現配達の選別と分配は、労働集約的で人の高い人件費です。 着用者がエキソスケルトンロボットを載せた後、それは 高強度 を改善することができますコア部品の耐荷重能力 (そのようなもの)と中心的な筋肉(そのようなもの このようなもの エクセラル Spinae) 、作業筋の疲労速度を効果的に遅くし、宅急便の腰筋を保護します。 エネルギー消費量を削減 人間の動きと作業を改善します。

エキソケルトンのロボットは物流効率を大幅に向上させ、費用を減らすことができます。 現在、巨人のような巨人 JD.com そして蘇寧は積極的に取り扱いを支援するエキソケルトンロボットを開発しています。それらを使い始めました。 ..
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2 車 マウサー産業:

電流 ..自動車組立ラインの製造局は、基本的に自動化された操作を実現していますが、最後にある自動アセンブリラインステーションは静止していません。自動車社に交換する。 これらの 駅の業務は労働者の大きな被害をもたらしました肩と腰の骨AN のようにオーバーヘッド操作を取ります。 労働者が持ち上げる必要があります。5-6 部品と道具のキログラム、そして繰り返し それら 約3000-4000 時代の日。 一年中一回の移動と重力圧力は、肩や腰歪みを引き起こす可能性があります。 工場。 パイプラインの効率。

エキソケルトンロボットは、人間の上肢の強さを大幅に高め、労働強度を低下させ、腰痛の発生率を減らし、全体的な作業を改善することができます。
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(4) 市場規模

研究報告書による研究報告によると研究、2018年現在、エキソスケレトンロボットの世界出荷は7,000台で、グローバルなハードウェア収入は192米ドルでした。百万人総出荷総額は91,000を超えると予想されます。そして301,000ユニットで2028. .

中国産業情報ネットワークからのグローバルデータは、2021年までに、エクスケレートンロボットの市場価値が2.1に達することを示しています億米国ドル、そしてそれはすべての年を倍増させる割合で成長するでしょう。

概要

(1) 市場の需要

1. 医療リハビリテーション市場

身体的に障害者の人々の数国は現在2000万を超えていますが、国内で障害者のための7,858のリハビリテーション機関があります。1.357 身体的障害を持つ百万人の人々が基本的なリハビリテーションを受けています。 さらに、高齢化社会の迅速な到着に伴い、より効果的な対策が講じられていない場合、脳血管疾患患者の集団も拡大しています。 2030年までに、31.77 中国の百万脳卒中患者 ..現在のところ、リハビリテーション理学療法士の数国は真剣に不十分です、そして市場のギャップは巨大です。 巨大なギャップはエキソスクレトトンで満たすことができます。 したがって、医療リハビリテーション市場におけるエキソスケレトンロボットの需要は巨大です。

2 産業市場

ロボティクス技術の継続的な発展により、ロボットは産業、医療、輸送、消費、その他に広く使用されてきました。 ただし、既存の技術の支援を得て、産業用オートメーションは多くの洗練されたプラットフォーム期間に開発されました。 非標準化されていない作業シナリオ、自動化された機械は実行が困難であり、マンパワーは依然として産業用の生産性の発生源です。

国立統計局が開示したデータによると、近年、鉱業、工業製造、建設、積載、荷降ろしなどの重いマ肉業産業における従業員数が減少しています。 従業員数の減少により、従業員数が増加しています。 現象は増加し続けます。 ほとんどの労働者は物理的に高速生産環境に適応することができません。 長期的な繰り返し労働に起因する職業疾患はさらに労働者の生産性を低下させる。 この 部品は、労働者を強化し、軽減することができるエキソケレトンロボットの需要が大きな可能性があります。 BURDENS

(2) 市場開発

それは百年でしたエクスケレトンロボットの開発から、 R&D 対申請書 最も早い軍事分野から、医療、産業、物流、その他の分野のアプリケーションが始まった。 Ekso のような製品アメリカ合衆国の研究室、 rewalk イスラエル、 Cyber​​dyne 日本では、エキソスケレトンロボットから パナソニック世界中で徐々に適用され始めました。 国内のエキソスケレトンロボット産業用途はまだその中にあります。 それは医療分野または産業分野にあり、大規模な商業を本当に実現するのに数年かかるでしょう。 がだが が業界の大規模な実施はまだ遠く離れています、関連技術や製品が開始されました。 いくつかの製造業者は試作ライン、小規模な大量生産および用途を有する。

XIN 産業情報技術副副大臣は、2019年に述べた。世界ロボティクス会議、 以来 2018年後半、 中国の 産業用ロボットの出力は前年同期比で減速し、ロボット産業は 深部の段階に入った。調整、新しいアプリケーション分野の拡大と改善 効率の向上は、産業の健全な発展の緊急の必要性となっています。 「後 Robotics業界が入ってくる。調整、エキソケレトンロボット市場は新たな開発の際に到来します。

(3) 技術と将来の開発方向の問題

がだが がExoskeletonロボット市場全体の開発展望は良好であり、現在の技術はまだ依然として改善される必要がある多くの分野を持っています。 快適な問題、 how 胴体を軽くする。 ヒューマンコンピュータ 対話の問題、ロボットは人々の意図を知る必要があります。 と より強力なデータ収集機能と運転

システムの統合、 ヒューマンコンピュータ 相互作用、構造設計、知覚認識および認知学習能力は、将来のエキソスクレトロボットの開発のための主な方向になります。

 
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