这款被福特汽车盯上的上半身外骨骼,不仅能提高效率,还不需要电

根据调查,每条福特汽车工厂生产流水线每天需要组装 4600 辆汽车,这就意味着处于该流水线上的装备工人每天都需要执行 4600 次组装任务。这项高强度的重复性工作会引起肩部和背部的多种病症,使得这个岗位工人的替换率更高,而年轻的工人往往没有年长的工人那样娴熟的技巧,但是后者随着劳累的积攒,无法达到前者相同的健康水平,从而降低了整体的工作效率。

2017 年的圣诞节,两家美国的福特工厂决定给予装配工人们一份高科技的圣诞礼物——由 Ekso Bionics 公司制作的 EksoVest 上半身外骨骼,由腰部的魔术贴、背部的支架,以及两个护臂这四部分组成,并以相互连接的方式覆盖了工人们的上半身。

图丨穿戴 EksoVest 的工人正在进行作业

EksoVes t只有 9.5 磅重( 4.3 公斤),但是能够提供 5 到 15 磅( 2.2 到 6.8 公斤)的支撑力。EksoVest 通过模拟失重环境,将手臂佩戴者“抬起手臂”的力量分散到到腰部以及臀部,这样一来,佩戴者的手臂就拥有更大的力量,以进行更稳定的操作,提高了效率。此外,因为臀部和腿部比肩部和背部拥有更大的力量,所以 EksoVest 通过分散力量的原理使得工人们在劳作时得到了更多的保护。

这个AI不插电

EksoVest 不需要电力,但是这并不意味着它身上没有 AI 。事实上,Ekso Bionics 在 2005 年成立的时候,其核心竞争力就是仿生学外骨骼和 AI 预测佩戴者动作。对于 EksoVest ,Ekso Bionics 先将原型机提供给了福特汽车工厂的工人们,这些原型机上装有传感器(当然这个是要插电的),用于记录工人们的装配动作、习惯姿势等等。这些数据会被上传至 Ekso Bionics 的云端,通过该企业独有的 AI 算法进行软件模拟,再把模拟的结果与物理硬件的机械结构进行匹配。

最终,这些在 EksoVest 上安装的传感器会被去除,企业客户最终得到的将是一款真正不插电的上半身外骨骼,同时也能够更贴合汽车装配工人的动作。

图丨穿戴 EksoVest 的工人正在进行作业(背部特写)

这些机械设备不使用电还有一点好处,那就是极大程度节省成本。福特工厂若全面采用电力外骨骼,自然需要额外支付电力费用,那么其带来的效率提升与这些装置的采购和维修费用之间的差值就会缩小,甚至可能成为负数。即便是要将新鲜的科技血液注入企业之中,福特公司仍需要权衡其中的利弊。

EksoVest的诞生

如此神奇的外骨骼装备诞生于一项 DARPA (美国国防高级研究计划局)旗下一项关于帮助士兵承担更重装备的研究计划。一些战场设备的重量远比看起来要重地多,与此同时,这些士兵还需要再行囊中放置其他设备,如通讯器、瞄准设备等,这就会使得这些士兵寸步难行。

因此 DARPA 就开始了集思广益,他们号召了多家企业来帮助 DARPA 创造一种又轻、又结实,而且续航时间长的外骨骼装置,用于提供这些重负荷士兵在野外时能够进行更多种类的任务。但是当时的外骨骼技术很难同时满足三个条件,耗费大量的电力可以得到更多的支撑力,但是士兵的载荷中就需要添加许多电池,这便本末倒置了。

于是 Ekso Bionics 反其意而用之,通过传感器记录了士兵们的动作,以此为基础制作了初代 EksoVest 。不过鉴于这件外骨骼属于军事机密,其后续的故事就不得而知了。

图丨首款企业版 EksoVest

直到2017年,Ekso Bionics 发布了 EksoVest的企业版,服务于制造业企业。其功能则如上文所述,提供更多的动力,同时提供工人们一个更健康的工作环境。

外骨骼与整车厂

除了福特以外,奔驰、宝马、大众等传统豪强也为工人们配备了外骨骼。以宝马为例,位于沈阳大东的宝马工厂中,工人们拥有一种名为“无座座椅”的腿部外骨骼。无座座椅也是不需要使用电力的,它可以在工人们调整汽车的制动总成时发挥作用。

在进行该作业时,工人们需要保持半蹲姿势才能触碰到汽车的发动机等重要部位,而这个姿势其实是非常累的。无座座椅通过机械结构上的固定,为半蹲的工人们提供了一种支撑力,让他们像坐在椅子上一样。当工人们完成手头的任务,需要进行下次任务时,无座座椅就会从固定模式变为解锁模式,工人们此时就可以走到下一辆车前。

图丨五座座椅

但目前为止,福特是第一个使用上半身外骨骼的汽车品牌,其他车厂均为腿部外骨骼。相比较于后者,前者的优势在于为工人们提供更高的效率以及更好的健康水平。此外,上半身外骨骼可以应用于多种汽车流水线作业中,而下半身外骨骼在当今只被应用汽车生产中于最后的整车环节。

而福特方面则表示,大约会在 2020 年时,将 EksoVest 应用于该企业位于欧洲和美洲的所有生产工厂之中。

Ekso还不能掉以轻心

虽然从整车厂角度来看,Ekso Bionics 的 EksoVest 已经成为了汽车制造外骨骼领域的一哥。然而放眼整个工业制造领域来看,由 Sarcos 开发的全身电力外骨骼 Meet Guardian XO 似乎更酷炫一点。这套外骨骼外骨骼覆盖了工人的全身,如果你看过《异形2》的话就会发现,Meet Guardian XO 非常像是 Ellen Ripley 在片中对战异形女王时驾驶的 Power Loader 的便携版。如出一辙的设计,以及同样醒目的黄色,最重要的是,它们都能为佩戴者提供强劲的动力。

图丨Meet Guardian XO产品图

不仅如此,Sarcos 公司还为 Meet Guardian XO 推出了两款外挂周边,动力履带 Meet Guardian S 以及动力臂 Meet Guardian GT 。有了这些外挂设备,Meet Guardian XO 的佩戴者就可以进行更为困难的任务。

然而,Sarcos 目前并未拥有量产这些设备的能力,因此一切都还停留于概念。Sarcos 方面也没有给出关于产品上市的明确信息,只有一句“coming soon”。

Ekso Bionics 毕竟是一家上市公司,防患于未然是理所应当的。自己的产品即使在汽车界占据了优势,这也并不代表他们不必提防 Sarcos 产品的潜力。这样看来,通过 AI 提升外骨骼 EksoVest 的应用范围,再加强其物理结构实现更长久的产品周期,才能保持其当前领先地位。

Ekso的外骨骼生意经

事实上 Ekso Bionics 的眼界并没有止步于汽车制造,他们的外骨骼设备将服务于整个工业领域,甚至还包括建筑业。可是,EksoVest 的设计很难应用上述的所有领域,如果该公司想要实现他们的目标,还需要另寻出路。

因此,Ekso Bionics 开始发布垂直领域细分的外骨骼设备。比如 Ekso ZeroG ,这是一套专门为建筑工人设计的外骨骼设备。从外形上来看,它和 EksoVest 有着截然不同的风格。Ekso ZeroG 没有护臂,但是它设计有两个类似于背带裤上的背带一样的肩部保护装置以及一个极为强壮的独立机械臂。这样的设计是为了保护建筑工人在使用如铆钉枪、旋转锤等重型工具时,有效地保护肌肉。

图丨一名建筑工人正在使用 EksoZeroG

Ekso ZeroG 也不使用电力,不过它不能像 EksoVest 一样提供远远大于其重量的牵引力。 Ekso ZeroG 重量为 35.4 磅( 16 公斤),有效负载为 36 磅( 16.3 公斤)。这个外骨骼设备的理念更多是保护,同时它也是 Ekso Bionics 在外骨骼垂直细分市场上一个很重要的成员。

除此之外,Ekso Bionics 也制作了许多款关于帮助病人进行康复训练的外骨骼。该企业的布局方法似乎是在通过外骨骼设备的多功能、高效率来让其成为企业客户的必需品,而不是一种新鲜的科技附属装备。这样的做法有点像智能手机的普及,传统电话只能发信息和接听,但是智能手机可以浏览网页、听音乐等等,也因为这些功能的集合,手机成为了人们的必备品。

Ekso Bionics 拥有许多重要的资源,比如资金池、豪强客户、技术、人才等等。不过他们若想实现这个目标,可能还需要人们能够迎合这个高科技的时代,以及一些运气。

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