国庆特刊

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还记得科幻电影《流浪地球》中，救援队员身上那套“机器战甲”吗？这套系统被如此描述：采用石墨烯外壳、氚电池动力，符合人体工程学和仿生学，还拥有优异的保温性能，使救援人员在极端条件下仍可保持作战能力。穿戴外骨骼系统，可使士兵的生理功能得到放大，甚至能与一辆轻型坦克相抗衡，在战场上具有超强的作战能力。

其实这个系统不仅仅是一个离我们很遥远的科幻设定，近年来，世界各军事强国都加大了对该系统的研发和创新力度，未来力量更强、速度更快和超负荷能力的单兵外骨骼系统将对信息化战争产生重大影响。

正值祖国73周年华诞之际，本期《人才头条》国庆特刊将带你走进国防科技大学博士、国际数学建模特等奖、中国人民解放军二等功获得者袁博的创业故事。

采编/刘颖

来源/人才头条

全文约2310字，阅读约需8分钟

军校毕业拔尖人才

袁博，1985年出生，是牛迪科技的创始人和技术总负责人。他本硕博毕业于国防科技大学，并在英国南安普顿大学攻读博士。专业涵盖了计算机、水下声学、机械工程、数学建模。

自国防科技大学毕业后，袁博被分配到后勤工程学院及陆军勤务学院担任讲师，2018年作为副教授开始在重庆理工大学机械工程学院授课。2016年3月，袁博创立重庆市牛迪科技发展有限公司，正式开始了在外骨骼机器人领域的创业历程。

外骨骼机器人最早可以追溯到1960年，其来源于美国军方的增强型军用装甲，同期康奈尔大学的研究者也开始研究人体增强的概念。1890年，一位叫尼古拉斯·亚根的俄罗斯人发明了一种用压缩空气包为动力的类外骨骼系统；1917年，美国发明家开发了一种以蒸汽为动力的外骨骼机器人。后续越来越多的国家开始针对外骨骼机器人进行研发。

除军事领域外，近年来，外骨骼机器人在医疗康复、残疾人助力、灾害现场救援等场景发挥了巨大作用。在可预见的未来，伴随着人工智能和现代医学的进步，人类的生命得以延长、脑力得以延展。

但与之矛盾的是，社会老龄化伴随而来的骨骼老化、肌肉萎缩、体能衰减，让人类的生命并没有得以拓宽。外骨骼机器人作为人机混合增强的智能穿戴装备，将是与人工智能并行的改变人类生命周期和生存空间的重要技术手段。

提到为何选择这个领域时，袁博说道：“一是因为当年汶川大地震时，我了解到在震后救援过程中有许多困难：人员短缺、工具不足、大型设备上不来，只能等着。当时我就想能不能通过科技手段提升装备，大大提高单兵的救援能力。二是在选择方向时，也考虑过人工智能机器人，但最后外骨骼机器人既涉及到人工智能的算法又与机械结构相关，同时这个行业正处在由纯研究走向市场化的过程中，最后便选择了这个领域。”

从事外骨骼技术研发以来，袁博获得了“巴渝学者”、英才计划“青年拨尖计划”人才称号；国际数学建模特等奖、中国人民解放军二等功、全国大学生机械创新设计竞赛一等奖等荣誉，曾主持过多项重点科研项目。发表学术论文16篇，其中SCI收录7篇，EI收录8篇，申请专利60项，其中PCT申请3项，国外专利4项。

牛迪科技 核心技术全自主研发

一个外骨骼机器人一般包括整机设计、驱动器（机构）设计、控制策略三部分。袁博说道：“其中最难的点就是实现人机实时交互和控制。”牛迪科技在国际上首次提出运用于外骨骼的带离合并联式弹性驱动方案，这种自研的柔性驱动模块具备体积小、能耗低、效率高的特点。

其控制器集成于腰部以上，又能通过离合完成快速分布式控制。在人体不需要助力时，电机将与传动路线解锁，能够尽可能节省能源，也使得人体活动更加轻松。同时做到了驱动模块小于2KG、外骨骼整机重量小于6.5KG、续航时间大于5小时、助力响应时间小于100ms。

在人机实时交互上，牛迪科技全自主研发的人机交互系统，通过分布式压力传感器、关节旋转角度器、肢体四轴加速度计等多模态传感技术实时感测人体肢体的运动状态，并采用支持向量机和深度强化学习算法对人体运动意图进行区分判断，给人体提供适度增能。多项原创设计的机械结构，保证了外骨骼机器人贴合肌体、穿戴舒适。

自主研发外骨骼机器人

目前牛迪科技拥有几大产品系列，以有源和无源为分类，主要有无源负重外骨骼系列、无源搬运外骨骼系列和主动式上肢助力外骨骼系列、主动式下肢助力外骨骼系列及主动式负重外骨骼系列。

以有源上肢助力外骨骼和有源下肢外骨骼为例，穿戴后能够进行适度助力，在搬运、野外长途跋涉、山地物资运送或保健助行等场景进行应用。比如，在搬运20-30KG重物时，外骨骼机器人能够帮助减轻60%以上的腰部和手臂用力。

牛迪科技在陆军装备部主办的“超能勇士2019”单兵外骨骼系统挑战赛西安赛区获得了四项全能第一、总决赛“负重行军”全国第二的荣誉。并在工信部等三部门主办的“2021年度特种机器人产业链揭榜”推进活动13号榜单“外骨骼机器人”获全国第一，得到揭榜资格。同时还获得2019年重庆智汇两江创新大赛成长组冠军、2021年第六届创客中国重庆赛区企业组二等奖、全国企业500强等荣誉。

目前，国内外骨骼机器人更多仍处于研发阶段，包括部分企业已经商用的外骨骼机器人主要仍是与高校、企业合作，以产研结合的研发平台形式对外输出。国内这一赛道起步较晚，但却发力甚猛，尤其是康复外骨骼机器人赛道，已经涌现了众多初创企业。袁博透露，未来将进一步开发在工业领域及康复行业的应用，争取用更合理的价格打开市场。

对于外骨骼机器人来说，强大的助力能力和康复功能是一个美好愿景，但目前仍有很多技术瓶颈；在民用领域，价格也阻挡了很多人的脚步。无论是军事领域、亦或是民用，外骨骼机器人都承担着量变到质变发展的重要一环。相信随着科技的发展，能源、材料等问题的攻克，在不久的将来，外骨骼机器人将会真正来到我们生活中，拓宽人类的生命宽度，实现“人人都是超人”的梦想。

* 图片及视频均来源受访者