“動力外骨骼”（Powered Exoskeleton）最初是出現(xiàn)在科幻小說中的機械及電子設備，是一種能夠增強人體能力的可穿戴機器。它能夠幫助人們跑得更快、跳得更高、攜帶更多更重的東西。動力外骨骼通過傳感器來收集使用者的活動信息，這些信息傳遞給信息處理器進行處理，然后啟動相應的機械部件來輸出能量。在動力外骨骼中可以使用的傳感器種類很多，包括角辨向器、肌電傳感器、地面?zhèn)鞲衅鳌⒓∪鈮毫鞲衅鞯鹊?。同樣，用于輸出的機械系統(tǒng)也有很多選擇，目前液壓系統(tǒng)和氣壓系統(tǒng)是比較常見的。

早在1960年，通用電氣就開始了機械外骨骼的研究，但是當時他們開發(fā)的設備只有一只手。麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）從1978年也開始了這項研究，但是目前看起來比較有希望的是一家坐落在鹽湖城的公司。這家叫做Sarcos的公司在1983年就開始了這方面的探索，公司創(chuàng)始人斯蒂芬 · 雅克布森（Stephen Jocabsen）稱它為XOS。2000年XOS從14個類似的裝備中脫穎而出，被美國國防部高級研究計劃署——就是這個機構發(fā)明了互聯(lián)網(wǎng)——選中，并且打算把它應用在軍隊中。這項研究在高級研究計劃署的資金支持下開始迅速發(fā)展，后來Sarcos被美國一家國防部承包商雷神（Raytheon）公司收購，當時的計劃是能在2008年推出成品，并且在2009年進行戰(zhàn)場實驗。

在國外外骨骼已經(jīng)有著很長的發(fā)展歷史。然而近幾年在我國也逐漸開始研發(fā)。2013年，由南京軍區(qū)總醫(yī)院博士后工作站研發(fā)的首部外骨骼裝置正式亮相，被定義為“單兵負重輔助系統(tǒng)”，面向軍用領域、專注于壓縮負重，并能夠快速同步穿戴者的動作。盡管它被認為是目前國內最完善的外骨骼裝置，但其功能相對單一，且負重能力以及設計結構仍有待提升。

另外由中科院常州先進所設計研發(fā)的EXOP-1外骨骼系統(tǒng)已于2014年正式進入調試階段。本體全部由航空鋁打造的它配備了22個傳感器、 6個驅動器和1個控制器，造價在30萬元左右。相比于在南京亮相的軍用外骨骼系統(tǒng)和國外先進的外骨骼裝備，EXOP-1雖然同樣能夠減輕穿戴者的負重，但它的體積相對笨重，難以在短期內投入使用。

由此看來“外骨骼”已經(jīng)成為未來國內外都在關注的一個焦點，然而大眾知道它的緣由來自之前比較火的一款游戲《使命召喚11》，在這款經(jīng)典的現(xiàn)代戰(zhàn)爭游戲中“外骨骼”（Exoskeleton，EXO）也作為游戲賣點等登場，他的背景設定在2054年的未來世界，高科技武器以及能夠大幅強化士兵的單兵作戰(zhàn)能力。當時也有不少關于外骨骼的討論，雖然在《使命召喚》中展示的是未來的一場高級的現(xiàn)代戰(zhàn)爭，但是給我?guī)淼牟粌H僅是對未來的憧憬，還有對現(xiàn)在外骨骼在軍事領域的各種啟發(fā)和聯(lián)想。軍用外骨骼將是人類研制的最復雜的機器之一，它還能促進機器人的開發(fā)，令機器人更像人類。外骨骼必須能夠感應人體活動并對其做出反應。它們還必須能夠將來自能量源的能量轉換為可用的促動能量，以輔助穿用者開展活動。擺在開發(fā)者面前的挑戰(zhàn)是巨大的，為了開發(fā)出這種外骨骼，新的設備和發(fā)明也將不斷涌現(xiàn)。一旦成功的設備被研發(fā)，必將改變現(xiàn)代戰(zhàn)爭的形式格局。

除了在軍事領域以外，在民用領域上，“外骨骼”發(fā)展也十分迅速，尤其在醫(yī)療領域主要在輔助性康復以及醫(yī)療義肢上具有巨大的發(fā)展前景。在民用領域的應用一直被認為是其以后發(fā)展的重要方向，但是“外骨骼”一直和人們的現(xiàn)實生活有著一段距離，起初外骨骼結構是一個相對小眾的機器人市場。但是后來隨著越來越多的公司加入進來，最初的醫(yī)療和軍事方面的應用已經(jīng)拓展到日常應用場景，比如增加員工的生產效率，甚至是幫助老年員工延長工作

3時間。有的公司為了讓普通工人能夠輕松地負重移動，于是便做了一個輕便版的外骨骼支架。在背部、大腿、小腿到腳部的區(qū)域里用碳纖維材料支撐，配合著可以由傳感器喚醒的動力馬達，可以輕松地幫人負重工作，這就是外骨骼在民用領域的初步嘗試。

如今便有一款醫(yī)用外骨骼誕生，它就是來自Phoenix的SuitX。SuitX被認為是第一個走進現(xiàn)實的外骨骼設備，以前往往一旦談及到外骨骼的價格，聽起來都是高的嚇死人，至少幾十萬上百萬美金的價格往往是正常人難以消費的起的產品， Phoenix的SuitX只需要普通產品的一半還少的價格（4萬美金），這樣的價格讓不少稍高收入階層的人有了嘗試的機會，12.25Kg的重量也是同類型中最輕的一個，其設計的目的是幫助殘疾人正常走路。

和其他外骨骼不同的是Phoenix采用下半身機動支撐雙手控制拐杖來輔助站立，這樣的工作原理可以讓下半肢殘疾的人重新站立起來進行走路，聽起來十分讓人激動。設計團隊是來自加州大學伯克利分校人類工程團隊實驗室（California Berkeley’s Human Engineering Lab）極簡的設計外加先進的嵌入式智能微小組件，是Phoenix能夠控制其重量和成本的重要原因。外骨骼設計采用模塊化設計，主要分為一個髖關節(jié)模塊，2個膝關節(jié)模塊和2個腳模塊，客戶可以單獨使用或連接在一起，形成一個完整的系統(tǒng)。這不僅削減了不必要的重量和體積同時也會讓電池的壽命延長，在完全組裝安裝，充電完成的狀態(tài)下可以不間斷連續(xù)4個小時的行走，它的最大行走速度為1.1英里每小時（0.5米/秒）。完全可以勝任一個正常人散步的速度。

SuitX可以在用戶不脫下來的情況下完成坐在輪椅上然后站起來繼續(xù)行走然后再坐下的整個過程，操作起來也十分方便。SuitX Phoenix 外骨骼是完全可定制，并且可調節(jié)重量、高度和腿的尺寸。它為佩戴者準備了兩根拐杖，其中包括“走或不走”和“坐“或站立的按鈕，按下這些按鈕將消息發(fā)送到髖部執(zhí)行器，佩戴者可以按前進的每一步，或使用連續(xù)的步行模式。

目前來看，外骨骼發(fā)展前景很好，但是各界褒貶不一，看法不同。外骨骼是利用機械等來增強人體素質的裝置，當然，目前基本只能在力量上有所提升。外骨骼是未來人類外太空開發(fā)的重要工具，在無重力、超重力環(huán)境下，大有用途。但現(xiàn)在技術不成熟，能源、操作系統(tǒng)、動力來源，都限制了實用化發(fā)展。軍事上主要增加單兵負荷能力與防護力，如果能解決能源等問題，單兵“上天入地”的對抗就成為了可能。在影視作品中人們看到的更多是預測與跟風，外骨骼發(fā)展使得影視的介入，而影視作品又使更多人了解了外骨骼，促進外骨骼的成熟。也許，我們能做的還是期待不久的將來，外骨骼成熟真正走進人們生活的那天吧。

誠然，目前機械外骨骼的應用主要還是在中高端市場，無法大規(guī)模普及應用。軍隊作戰(zhàn)幾千年來改變的東西無也只是在原有基礎上改良武器、材料、運輸方式和通信方式，而對于負重卻沒有很大的改變，而增加新的裝備意味著后勤保障工作又會大幅增加。軍隊作戰(zhàn)單兵負重一直需要不是很大。民用也是一樣，若給搬運工人一副機械外骨骼，不如一輛板車來的實在。高科技含量幾乎就意味著低可靠性，機械外骨骼的應用幾乎都在高強度的工作條件下，這也就意味著它在人類材料、傳動等方面還未達到一定高度。

作為新科技，外骨骼也許會最先應用在搶險救援方面。首先各種災禍現(xiàn)場的情況往往比較復雜，大型機械設備可能無法進入，而單靠人力又效率太低。外骨骼設備可以一定程度上彌補人力的不足，同時兼具靈活性。其次，救援后備一般都有保障，對外骨骼系統(tǒng)的可靠性要求就低一些，專注其性能就好。沒動力了可以及時加油、充電。壞掉了也可以馬上換一個。時間是最寶貴的，只要能把人救出來，花多少錢都不用心疼。如果在地震、泥石流、洪災、礦難等等事故的救援行動中可以用上外骨骼系統(tǒng)，相信救援效率會成倍增加，比民用或者軍事上的應用價值都要大很多。

外骨骼之前在人們心中一直被看做是黑科技，大多數(shù)人還是在游戲或者電影中才見識到了它的厲害，沒想到這么快就來到了現(xiàn)實世界開始造福人類了，感覺未來是多么的令人興奮。外骨骼今后的發(fā)展必將是人類的重要輔助工具，從一種角度來看，這些機器結構讓人類能夠適應更緊張的工作環(huán)境，而從另一個角度來說，也是人類扮演了機器的中樞控制系統(tǒng)的角色。雖然目前外骨骼的發(fā)展還有很多瓶頸沒有被克服，比如輕量化、續(xù)航、以及智能化等問題，但是人類的想象沒有終點。若干年后，我們或許會看到動力外骨骼將變成貼身衣物，具有高強度、輕量且耐磨等特性，能夠被廣泛應用于救火、搶險等與百姓息息相關的危急環(huán)境中。我們不是希望外骨骼在戰(zhàn)場上幫我們殺敵，只希望它能讓我們的生活變得更加輕松快樂。