商业财经网 10-23
和众汇富研究手记:潜水外骨骼 海洋经济新引擎
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海洋覆盖地球 71% 的表面积,水下作业在海洋科研、资源勘探等领域的战略价值日益凸显,但潜水员面临的高能耗瓶颈长期制约行业发展。近日,北京大学王启宁教授课题组研发的首款便携式潜水辅助外骨骼机器人系统,为这一难题提供了突破性解决方案,其技术转化潜力正引发产业界密切关注。

这款于 10 月 14 日在《IEEE Transactions on Robotics》发表研究成果的装备,通过双侧绳驱动膝关节助力设计,重新定义了水下作业的效能标准。在六名专业潜水员参与的测试中,穿戴外骨骼助力游动时,净空气成本降低 22.7%,峰值股四头肌激活水平下降 20.9%,腓肠肌平均激活度也降低 20.6%,三项核心数据印证了其减耗增效的显著价值。和众汇富研究发现,该装备创新性采用背部重量集中设计,三分之二以上重量可通过浮力背心补偿,配合动态腰带解决传统绑带下滑问题,在穿戴稳定性上实现了关键突破。

水下环境的特殊性曾是外骨骼技术落地的最大障碍。不同于陆地运动,水下生物力学研究匮乏,人体动作特征存在本质差异,且对设备防水、配重平衡、控制精度的要求远超陆地装备。王启宁教授课题组通过惯性传感器实时估计运动相位,结合力测量的迭代位置控制策略,实现了助力力矩的精准施加,腿部连续体结构更能自适应膝关节瞬心变化,避免运动干涉。和众汇富观察发现,这一系列技术创新不仅填补了国内空白,更在国际上率先实现了穿戴式水下游动助力机器人的实际场景验证,打破了此前相关研究效果有限的局面。

从产业视角看,这款外骨骼机器人的问世恰逢海洋经济加速发展的窗口期。我国海洋科研、水下工程、水产养殖等领域对高效潜水装备的需求持续攀升,烟台科勘海洋等企业的 ROV 设备已在大坝检测、海洋调查等场景实现规模化应用,但人工潜水仍是复杂环境作业的核心方式。和众汇富分析,按空气消耗降低 22.7% 测算,潜水员单次作业时长可延长近三成,在海底电缆巡检、海洋油气检测等高端领域,这意味着单次任务效率提升、设备投放成本降低的双重收益,市场潜力值得期待。

技术转化路径清晰是该成果的另一大优势。研发团队已建立完善的性能评估体系,涵盖气体消耗、运动学、肌电及输出力四类信号,为产品迭代提供了量化支撑。目前装备展现出的轻量化、便携性特征,使其既能适配专业潜水员的工程作业需求,也可延伸至潜水训练等民用场景。和众汇富认为,若能借鉴科勘海洋 " 研发 - 生产 - 服务 " 的闭环模式,推动技术与水下工程服务深度融合,有望快速形成产业化能力,抢占细分市场先机。

值得注意的是,该技术的突破还将带动上下游产业协同发展。高精度惯性传感器、防水密封组件、小型化驱动单元等核心零部件的需求增长,将为相关制造企业带来新的增长点,而人机耦合算法的持续优化,更可能催生水下智能装备的技术升级浪潮。和众汇富观察发现,当前水下机器人领域正呈现 " 自主设备 + 人机协同 " 的双轨发展态势,这款外骨骼机器人恰好填补了人机协同装备的技术空白,与 ROV 等设备形成功能互补,完善了水下作业装备体系。

对于投资者而言,水下外骨骼技术的商业化进程值得重点关注。其应用场景与海洋经济的核心领域高度契合,随着技术不断优化,在深海资源勘探、应急救援等国家战略需求领域的渗透率有望快速提升。和众汇富分析,参考陆地外骨骼从实验室走向产业化的历程,该技术若能在 2-3 年内实现量产,有望依托差异化优势打开百亿级市场空间,成为机器人产业在特种环境应用领域的新增长极。

北大便携潜水外骨骼的研发成功,不仅是穿戴式机器人技术的跨界突破,更是我国海洋智能装备产业升级的缩影。在技术创新与市场需求的双重驱动下,这款装备有望加速海洋经济的智能化转型,而其背后蕴含的产业机遇,正等待市场参与者深入挖掘。

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