外骨骼机器人发展-医学资料
医疗外骨骼康复机器人的发展
医疗外骨骼康复机器人的发展医疗外骨骼康复机器人是一种结合了先进机械工程、电子技术和医学知识的康复辅助设备，它可以帮助患者进行康复训练，提高患者的运动能力和生活质量。
随着科技的不断进步，医疗外骨骼康复机器人的发展也日益成熟，逐渐成为康复医学领域的新宠。
医疗外骨骼康复机器人的发展可以追溯到20世纪60年代，最早的外骨骼康复机器人被开发出来。
起初，这些设备主要用于军事领域，用来帮助士兵承受重担和提高运动能力。
随着科学技术的不断进步和医疗需求的增加，医疗外骨骼康复机器人逐渐被应用于医疗康复领域。
在发展的过程中，医疗外骨骼康复机器人经历了从简单的机械辅助到智能化、多功能化的演变。
现在，医疗外骨骼康复机器人已经具备了辅助步行、平衡训练、关节功能锻炼等一系列功能，可以满足不同患者的康复需求。
2. 医疗外骨骼康复机器人的技术特点医疗外骨骼康复机器人是一种结合了多种高新技术的医疗康复设备，它具有以下技术特点：（1）智能化控制：医疗外骨骼康复机器人具备智能化控制系统，可以根据患者的运动状态和康复需求进行自适应调节，提供个性化的康复训练方案。
（2）生物力学设计：医疗外骨骼康复机器人的设计采用了生物力学原理，模拟人体关节运动规律，能够更好地与人体结合，提供更加自然和舒适的康复训练体验。
（3）传感器技术：医疗外骨骼康复机器人搭载了多种传感器，可以实时监测患者的运动状态和生理参数，为医生提供详细的数据分析，帮助调整康复方案。
（4）远程监控：部分医疗外骨骼康复机器人还具备远程监控功能，医生可以通过互联网对患者进行远程监护和指导，实现康复训练的无时无刻关注。
医疗外骨骼康复机器人在医疗领域有着广泛的应用，主要包括以下几个方面：（1）中风康复：中风患者常常会出现一侧肢体瘫痪或运动障碍，医疗外骨骼康复机器人可以帮助患者进行肢体运动训练，促进瘫痪肢体的恢复功能。
（3）关节疾病康复：关节疾病患者常常会出现关节功能受限，医疗外骨骼康复机器人可以帮助患者进行关节功能锻炼，提高关节的稳定性和灵活性。
机器人外骨骼技术发展趋势分析
机器人外骨骼技术发展趋势分析一、引言机器人外骨骼技术是一种相对新兴的技术，但它已经开始在许多领域得到应用。
在医学、军事和工业方面，机器人外骨骼能够帮助人类完成一些过去难以实现的任务。
二、机器人外骨骼技术概述机器人外骨骼技术是一种将机器人技术和人体工学相结合的技术。
它通过加强人体本身的功能，来帮助人们完成一些特定任务。
机器人外骨骼通常由铝、钛等金属、塑料及传感器等组成，它可以部分或全部覆盖人体结构，通过人机交互的方式来实现人体的功能增强和辅助。
三、机器人外骨骼在医学方面的应用1.康复治疗麻痹、截瘫等病人借助外骨骼可以恢复部分日常生活能力。
2.手术辅助机器人外骨骼在手术中能够为医生提供优质的视野，辅助医生完成手术。
3.协助行动机器人外骨骼能够帮助一些需要协助行动的病人，如脊椎受损患者，完成日常活动。
四、机器人外骨骼在军事方面的应用1.作战辅助部分机器人外骨骼还具有作战辅助的功能，比如可以协助士兵完成搬运、挖掘等任务，让士兵获得更好的生存和作战能力。
2.伤兵治疗远程肢体伤员能够通过直升机被送到远离战场的医疗点。
在这里，机器人外骨骼能够为伤兵提供生命支持、输血等护理服务，保证伤兵的生存几率。
3.物资补给食品、弹药等物资可以通过机器人外骨骼运送到战斗前线，使前线部队及时获得必要的支持。
五、机器人外骨骼在工业方面的应用1.重物搬运一些重型机器设备的组装需要使用机器人外骨骼来提供额外的力量和支持，保证工作的促进和人员的安全性。
2.不良姿势预防机器人外骨骼可以记录员工的活动范围和姿势，预防不良姿势的发生，从而保护员工的健康。
3.防护式维护机器人外骨骼可以为工厂员工提供安全、舒适的工作环境，防止工业事故的发生。
六、机器人外骨骼技术的发展趋势机器人外骨骼技术在未来的发展中，将会向更智能化、更轻巧化、更人性化、更便携化方向发展。
未来还会有更多的关于机器人外骨骼的增强现实和虚拟现实技术的发展，在类人机器人和虚拟实境，虚拟增强技术方面的融合标志着机器人外骨骼技术的种种创新前景。
国内外外骨骼机器人发展现状
国内外外骨骼机器人发展现状如下：国内发展情况：技术水平：国内外的外骨骼机器人技术都还处于不断发展和完善阶段。
国内的一些企业和科研机构已经开始在技术上取得了一些突破，如感知控制技术、人机交互技术等。
这些技术的应用使得外骨骼机器人在人机融合、智能控制等方面得到了更好的发展。
政策支持：国内政府对外骨骼机器人的发展给予了越来越多的政策支持，鼓励企业加大研发投入，加强技术创新，推动外骨骼机器人在医疗、康复、工业等领域的应用。
应用领域：国内的外骨骼机器人主要应用在医疗康复领域，如帮助截瘫患者恢复行走能力、辅助老年人行走等。
此外，在军事领域和工业领域，也有一些外骨骼机器人的应用案例。
国外发展情况：技术水平：国外在外骨骼机器人技术方面的发展相对更为成熟，一些国际知名企业和研究机构在技术上处于领先地位。
例如，美国洛克希德·马丁公司的外骨骼机器人已经应用于军事领域，帮助士兵提高负重能力和行走速度。
应用领域：国外外骨骼机器人的应用领域也相对更广泛，除了医疗、军事领域外，还在工业、救援等领域得到广泛应用。
例如，在工业领域，外骨骼机器人被用于提高工人作业能力和降低劳动强度；在救援领域，外骨骼机器人被用于帮助救援人员搬运重物和拯救生命。
投资和研发：国外外骨骼机器人的研发和投资力度相对较大，许多知名企业都将外骨骼机器人作为重点发展领域之一，投入大量资金和人力资源进行研发。
同时，国外的一些风险投资机构也对外骨骼机器人领域的初创企业进行投资，支持其技术创新和市场推广。
总的来说，国内外外骨骼机器人的发展都还处于不断发展和完善阶段，但国内外的技术水平和应用领域略有不同。
国内外的政策支持、投资和研发都在不断加强，为外骨骼机器人的进一步发展提供了有力保障。
外骨骼机器人发展前景及关键技术
外骨骼机器人发展前景及关键技术外骨骼机器人是一种具有人类运动功能增强和辅助功能的机械设备，它通过结合人体工程学、控制系统和传感技术来提供力量增强、平衡支撑、移动助力等功能。
外骨骼机器人的研发和应用为人们的生活和工作提供了更多可能性，也为医疗、救援、军事和工业领域带来了许多新的机遇。
本文将就外骨骼机器人的发展前景及关键技术进行探讨。
一、外骨骼机器人的发展前景1. 医疗保健领域外骨骼机器人在医疗领域有着巨大的市场需求和应用前景。
随着人口老龄化加速和医疗技术的进步，外骨骼机器人可以用于康复训练、残疾人辅助、手术支持等方面。
它能够帮助行动不便的人们重新获得行动能力，促进康复和生活质量的提升。
外骨骼机器人的运动辅助功能也可以减轻医护人员的工作负担，提高康复治疗效率。
2. 工业生产领域外骨骼机器人在工业领域也有着广阔的应用前景。
它可以帮助工人承担重型和危险的工作任务，提高工作效率，保障工人安全，减少工伤事故的发生。
尤其在装配、搬运、维修和清洁等领域，外骨骼机器人可以发挥巨大作用，大大提高工作效率和质量。
3. 军事和救援领域在军事领域，外骨骼机器人可用于增强士兵的装备和作战能力，提高作战效率和灵活性。
在灾害救援领域，外骨骼机器人可以帮助救援人员进入危险地区执行任务，提高救援效率和安全性。
4. 日常生活领域随着外骨骼机器人技术的不断进步，它还有望在日常生活中发挥更多作用。
可以帮助老年人和残障人士独立完成生活起居、行动，提高生活品质。
外骨骼机器人也有可能用于娱乐、体育等方面，为人们提供更多选择和乐趣。
外骨骼机器人在医疗、工业、军事和日常生活等领域都有着巨大的发展前景。
在未来的发展中，外骨骼机器人的关键技术将成为其发展的核心和基石。
二、外骨骼机器人的关键技术1. 结构设计与材料外骨骼机器人的结构设计和材料选择对其性能和实用性至关重要。
为了实现体积小、重量轻、穿着舒适、耐用性强、价格低廉等特点，需要不断改进和创新结构设计和材料制备技术。
机器人外骨骼技术发展趋势
机器人外骨骼技术发展趋势随着科技不断发展，机器人外骨骼技术逐渐走进了人们的视野。
机器人外骨骼是一种由高科技材料制成的可穿戴设备，其内部装有电机、气压泵、传感器等部件，可以帮助人类进行各种动作。
目前，机器人外骨骼广泛应用于医疗、工业、军事等领域，随着技术的不断进步，机器人外骨骼将具有更多的应用。
1.医疗领域机器人外骨骼在医疗领域的应用最为广泛，尤其是在康复和治疗方面。
例如，在脑卒中、脊髓损伤、帕金森病等疾病的治疗中，机器人外骨骼可以帮助患者进行康复锻炼，加速恢复过程。
此外，机器人外骨骼还可以通过传感器获取患者的生理数据，为医生提供更准确的诊断依据。
随着机器人外骨骼技术的发展，未来将出现更加智能化的康复设备。
这些设备将通过深度学习和人工智能技术进行自主控制和优化，将有助于更好地帮助患者进行恢复训练。
2.工业领域在工业领域，机器人外骨骼技术同样具有重要的应用价值。
例如，在装配生产线上，工人经常需要进行重复性劳动，容易导致手部和腰部的疲劳和伤害。
机器人外骨骼可以帮助工人减轻负担，提高工作效率。
此外，由于机器人外骨骼具有高强度、高可靠性等特点，因此还可以进行危险作业，为人类减轻风险，提高安全性。
未来，机器人外骨骼在工业领域的应用将更加广泛。
特别地，随着机器人外骨骼技术的不断发展，其智能化和自主化将不断提高，自主控制的机器人外骨骼将会成为工业生产的主要形式，大大提高了生产效率和安全性。
3.军事领域机器人外骨骼技术的应用也在军事领域得到广泛的关注，包括战场机器人、装甲车、武器与预警系统等。
例如，在爆炸物排除任务中，士兵必须在危险区域内进行搜查和排除，而机器人外骨骼可以帮助他们进行这项任务。
通过远程操控机器人外骨骼，士兵可以避免危险区域的直接接触。
此外，机器人外骨骼还可以提高士兵和装甲车的机动性和战斗力。
未来，机器人外骨骼在军事领域的应用将会更加广泛。
特别地，随着机器人外骨骼技术的不断发展，其智能化和自主化将不断提高，成为承载军事使命的重要手段。
外骨骼机器人发展
Hardiman外骨骼系统外骨骼技术研制始于I960年月的美国，最早的讨论成果是美国通用公司研发的Hardiman外骨骼系统，其主要采纳电机驱动掌握，可以轻易举起重物。
1978年，美国麻省理工学院讨论出“被动式外骨骼助力机器人”。
MIT的外骨骼下肢助力机器人能够在负载36公斤的状况下行走lm∕s,其中80%的负重被传递到地面上。
它的关节自由度配置包括微关节有3个自由度,膝关节1个自由度。
穿戴者与机器人在肩膀、腕关节、大腿和脚部连接，机器人总重量是H.7Kgo驱动方式不采纳电力驱动，只采用弹簧储能和变阻尼器驱动关节驱动。
髅关节伸/屈运动时，伸运动时弹簧释放能量，屈运动时弹簧储存能量，膝关节采用磁流变阻尼器，踝关节采用碳纤维弹簧缓冲脚后跟对地面的冲力。
传感器系统是由安装在外骨骼下肢助力机器人外壳的应变桥式应变片传感器和安装在膝关节的电位计组成。
2004年，伯克利分校研制出的下肢外骨骼机器人BLEEX是DARPA项目的第一台带移动电源和能够负重的下肢外骨骼机器人。
BLEEX由-个用于负重的背包式外架、两条动力驱动的仿生金属腿及相应动力设施组成，使用背包中的液压传动系统和箱式微型空速传感仪作为液压泵的能量来源，以全面增加人体机能。
BLEEX的每条腿具有7个自由度（微关节 3 个，膝关节1个，踝关节3个），在该装置中总共有40多个传感器以及液压驱动器，它们组成了一个类似人类神经系统的局域网。
BLEEX的负重量能达至75kg,并以0. 9m ∕s的速度行走，在没有负重的状况下，能以1.3m∕s的速度行走。
目前，洛克希德•马丁公司和伯克利分校共同研制了新一代外骨骼机器人HULC 。
这款 新型外骨骼继承了 BLEEX 的优点，对一些液压传动装置和结构进行了优化设计，不但能够 直立行进，还可完成下蹲和匍匐等多种相对简单的动作，穿上HULC 后能够明显降低人体 对氧气的消耗量。
在一次布满电后，HULC 可保证穿着者以 4. 8km∕h 的速度背负9()kg 重 物持续行进一个小时。
医疗外骨骼康复机器人的发展
医疗外骨骼康复机器人的发展医疗外骨骼康复机器人是一种基于人工智能技术的专门用于康复治疗的机器人设备。
随着人口老龄化问题日益突出，以及各种疾病和意外事故导致的运动功能障碍的增加，医疗外骨骼康复机器人的发展逐渐引起了人们的关注。
医疗外骨骼康复机器人的发展可追溯到上世纪80年代，当时外骨骼机器人主要用于军事领域的扩展功能和康复治疗。
随着科技的进步和应用领域的拓展，医疗外骨骼康复机器人逐渐开始应用于医疗行业。
医疗外骨骼康复机器人的发展得益于人工智能技术的进步。
通过使用深度学习和机器学习算法，医疗外骨骼康复机器人能够感知和分析患者的生理状态和动作，从而实现对患者的精准康复治疗。
医疗外骨骼康复机器人还具备自适应调节功能，在康复过程中能根据患者的变化和康复进度进行调整和优化，提高治疗效果。
医疗外骨骼康复机器人的发展还受益于传感器技术的进步。
通过使用各种传感器，如压力传感器、力传感器和陀螺仪等，医疗外骨骼康复机器人能够实时监测患者的身体运动和生理指标，并及时反馈给治疗师和患者，使康复治疗更加精确和有效。
医疗外骨骼康复机器人的发展还受益于电动机和执行器的改进。
现代医疗外骨骼康复机器人采用更加智能化和便携化的电动机和执行器，可以更好地适应患者的运动需求和康复过程，并为患者提供更加舒适和自由的康复体验。
目前，医疗外骨骼康复机器人的应用领域主要是康复治疗。
通过使患者能够重新恢复行走、坐立甚至进行更高难度的动作，医疗外骨骼康复机器人能够大大提高患者的生活质量和康复效果。
医疗外骨骼康复机器人还可以用于老年人的生活辅助和协助康复，帮助他们保持独立性和自理能力。
医疗外骨骼康复机器人的发展仍面临一些挑战。
目前的医疗外骨骼康复机器人仍相对昂贵，不是所有患者都能够承担。
医疗外骨骼康复机器人的应用还存在一定的安全隐患，需要更加严格的监管和保护措施。
医疗外骨骼康复机器人的普及和推广还面临医疗机构的认可和接受问题。
在未来，医疗外骨骼康复机器人有着广阔的发展前景。
外骨骼机器人在康复医学领域中的应用
外骨骼机器人在康复医学领域中的应用外骨骼机器人是一种近年来崛起的高科技产品，具备强大的动力、灵活的控制以及可靠的安全性能。
作为一种能够实现人与机器混合控制的智能化机器人，外骨骼机器人在康复医学领域中得到了广泛应用。
本文将从外骨骼机器人的原理、类型、未来发展及其在康复医学方面的应用等方面进行阐述。
1. 外骨骼机器人的原理外骨骼机器人是将人体动力学原理与工程学技术相结合，在人体四肢外构建起机器人骨骼结构，用于辅助、改善或恢复人体功能。
外骨骼机器人的原理是基于人体运动的实时检测与测量，通过电路和控制模块实时控制机器人骨骼结构的运动，使机器人在外部与人体的运动保持同步，实现人-机器人混合控制的动力学交互。
2. 外骨骼机器人的类型目前，外骨骼机器人可分为上肢、下肢和全身三种类型。
其中，下肢外骨骼机器人应用较广泛，可通过对膝关节和髋关节的辅助支持实现下肢训练、行走恢复等目标；上肢外骨骼机器人主要由手臂和手掌构成，可辅助进行日常生活活动的操作；全身外骨骼机器人目前处于研发阶段，可通过对全身骨骼结构的支持，辅助改善生活中各种困难的操作，如行走、站立等。
3. 外骨骼机器人的未来发展外骨骼机器人在未来的发展中有着广阔的前景，未来的外骨骼机器人将更加智能化和多样化，为人们生活和健康带来更多的助力和帮助。
例如，以人工智能为核心的外骨骼机器人可以通过对人体运动的分析和学习，实现提高外骨骼机器人与人体动态交互的能力和准确性；同时，外骨骼机器人也将会更加小巧、轻便，增加用户使用的便捷性和舒适性。
4. 外骨骼机器人在康复医学领域中的应用越来越广泛。
比如，对于截瘫患者，下肢外骨骼机器人能够利用自身的支持结构辅助患者行走训练，有效促进患者康复；对于老年人或身体虚弱的患者，上肢外骨骼机器人的应用可辅助完成日常活动，提高生活质量；全身外骨骼机器人则可实现对生活中各种困难操作的智能辅助，从而提高自理能力。
总之，随着科技的不断进步，外骨骼机器人将会在康复医学领域中得到更加广泛的应用，成为一种被广泛使用的康复工具，为人们带来更加方便、快捷和舒适的康复服务。
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Rewalk
Walking assist
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韩国西江大学研制的外骨骼助 行机器人。该外骨骼结构上的显著 特点是整个装置由外骨骼和手推车 两个部分组成。所有的驱动元件,包 括电池、电机及控制器等较重的周 边设备都布置在手推车中。
助行外骨骼机器人
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主要内容
助行外骨骼机器人简介 发展应用现状 关键技术 发展趋势 结论
ห้องสมุดไป่ตู้ 2
外骨骼机器人
外骨骼机器人：
外骨骼机器人是一种人工外骨骼，也是一种机械机构，能穿戴在人 体外部，可以给人提供保护、额外的动力和能力，增强人体机能，使得 操作者能轻松地完成很多艰难的活动和任务。
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助行外骨骼机器人
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2019年，加州大学伯克利分校的下肢外 骨骼机器人BLEEX。由一个用于负重的背包式 外架、两条动力驱动的仿生金属腿及相应动 力设备组成, 使用背包中的液压传动系统和 箱式微型空速传感仪作为液压泵的能量来源, 以全面增强人体机能。
BLEEX的每条腿具有个7自由度(髋关节3 个, 膝关节1个,踝关节3个）,在该装置中总 共有40多个传感器以及液压驱动器, 它们组 成了一个类似人类神经系统的局域网。BLEEX 的负重量能达到75kg,并以0.9m/s的速度行走, 在没有负重的情况下,能以的1.3m/s速度行走。
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1978 年，美国麻省理工学院研究出“被动式 外骨骼助力机器人”。MIT的外骨骼下肢助力机器 人能够在负载 36公斤的情况下行走 1m/s，其中 80%的负重被传递到地面上。它的关节自由度配置 包括髋关节有 3 个自由度，膝关节 1 个自由度。 穿戴者与机器人在肩膀、腕关节、大腿和脚部连接， 机器人总重量是 11.7Kg。
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美国萨克斯公司完成的第一款外骨骼机器人 是WEAR。2019年4月, 成功研制出外骨骼机器人XOS, 如图所示。外骨骼机器人XOS代表了外骨骼领域最 尖端的技术。它利用附在身体上的传感器, 可以毫 不延迟地反应身体的动作, 输出强大的力量。当穿 上XOS时, 能举起200磅的重物就好像举20磅的, 可 以连续举50一500次。目前XOS有一个重大缺陷, 就 是利用自带的电池只能使用40分钟。
骨骼机器人的研究在其后经过一段时间陷 入沉寂。 但到世纪末, 下肢外骨骼机器人 又重新得到世界各国的关注,世界上很多 国家都积极地投入到研究中。下面分别介 绍一些在下肢外骨骼方面比较成熟的研究 成果。
“哈迪曼”由 30 个水压力动力源 和伺服随动铰链组成，体积巨大，重 约 680 公斤，具有 30 个自由度，为 上肢和下肢提供助力帮助，控制系统 采用主-从控制模式，最终能够将四肢 的力量放大 25 倍。
助行外骨骼机器人是下肢外骨骼机器人，属于外骨骼机 器人的一种，也是应用最为广泛的一种。
目前的助行外骨骼机器人系统的研制和应用可以分为民 用和军用两大类。
民用方面的外骨骼机器人系统主要用于辅助残疾人、老 年人和丧失部分运动能力的病人行走；军用方面的外骨骼机 器人系统主要用来增强普通士兵的能力，可以让普通士兵成 为在负重较大的情况下依旧可以跳过较高物体和快速奔跑的 超级士兵。
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以色列埃尔格医学技术公司研发外骨骼助行机器人Rewalk， 总重 18Kg，运动速度是 1Km/h，能够连续工作 8 小时。它可 以完成行走、站立、坐下、爬楼梯，上坡和下坡等动作。
本田电机公司2019年研制了一款步行助力机器人“Walking assist”总重2Kg的助行机器人有两个电机驱动，能够连续工 作2小时，步行速度达到4.5km/h，它可以帮助单腿受到损伤的 穿戴者。
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2000年，神奈川理工学院研 制的全身式外骨骼机器人主要用 于护士搬运和移动病人等工作， 该机器人可以轻松的搬运85kg的 病人。机器人是由肩部，手臂， 后背，腕部和腿部机械单元组成 的。它的驱动器采用设置在肩部、 腕部和腿部微型旋转气动驱动器。
传感器系统由具有称重功能 的肌肉传感器。控制方法采用主 从控制，各机械单元一旦发生运 动，这运动将被肌肉传感器检测 到，力度的不同由称重传感器的 触头检测到，并由气动驱动器驱 动关节跟随运动。
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助行外骨骼机器人发展应用
外骨骼下肢助行机器人的研究始于
20世纪 60 年代末期，主要在欧美等一些 发达国家展开，最初的外骨骼助力机器人 分别在两个地点几乎同时产生，分别是美 国和南斯拉夫，美国研究这技术的最初目 的是增强人的能力, 往往是用于军事目的, 而前南斯拉夫的目的是用来辅助残障人。
上述两个项目都以失败告终，下肢外
WEAR
XOS外骨骼机器人
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2019年，日本筑波大学研制出了世 界上第一种商业全身式外骨骼助行机器 人HAL，它的功能主要是帮助老年人和残 疾人走路，爬楼梯及搬东西等。
这款机器人是全身式的外骨骼助力 机器人，髋关节和膝关节处通过铰链连 接并只有1个自由度，利用谐波直流电机 驱动，踝关节是被动的。
HAL系列的助行外骨骼机器人是通过 分析人体表皮肌电信号进行控制的。它 拥有两个控制系统：一个是以肌电信号 为基础的系统，一个是以步行模式为基 础的系统。通过分析这两个系统来判断 使用者的运动意图。
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目前,洛克希德·马丁公司和伯克利 分校共同研制了新一代外骨骼机器人HULC, 这款新型外骨骼继承了BLEEX的优点, 对 一些液压传动装置和结构进行了优化设计, 不但能够直立行进, 还可完成下蹲和甸甸 等多种相对复杂的动作, 穿上后能够明显 降低人体对氧气的消耗量。
在一次充满电后, 可保证穿着者以 4.8km/h的速度背负90kg重物持续行进一 个小时。而穿着HULC的冲刺速度则可达到 16km/h。HULC穿戴起来也非常方便, 士兵 只需将腿伸进靴子下方的足床, 然后用皮 带绑住腿部、腰部以及肩部即可,完全脱 下需30秒的时间.