Cyberdyne 是一家專注於研發機械外骨骼的公司，由日本筑波大學教授Yoshiyuki Sankai 創辦於2004 年，前身是筑波大學的一個研究中心（Center for Cyberdyne Research），2014 年在東京證券交易所創業板上市。
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此次FDA 批准的是醫用版本機械外骨骼（HAL for Medical Use），也被稱為外骨骼機器人，除用來輔助肢體殘疾患者走路外，還可以幫助患者康復肢體運動，可完成站立、步行、攀爬、抓握、舉重物等動作。
據Cyberdyne介紹，與肢體綁定後，這類機械外骨骼是通過附著在腿部肌肉的傳感器檢測大腦發送到肌肉的生物信號，然後根據信號進行移動，也就是說是通過患者自主意識來控制的。
對於有運動功能障礙的患者來說，這種機械外骨骼可以通過這種方式讓大腦和肢體骨骼肌肉產生生物交互反饋，幫助激活肢體上的細胞纖維感覺系統，訓練肌肉力量，來恢復或改善肢體運動功能。
這種機械外骨骼在擁有密集傳感器的同時，售價也很高，約15 萬美元，主要以租賃的方式提供使用。
最早在日本和德國的運動康復中心開始使用，後被歐洲更多的國家接受。據報導，2010年時，日本因車禍造成雙腿癱瘓的患者田靖史，借助這種機械外骨骼登上了瑞士阿爾卑斯山海拔4000多米的不來特峰。
除機械外骨骼，Cyberdyne 研發的產品還有用於工業的清理機器人和運輸機器人。(原文)
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回覆刪除可穿戴機器人，將革新哪些行業？
【日本Cyberdyne公司的意念控制可穿戴機器人，將是徹底顛覆未來的人機互動技術。Cyberdyne引領的意念控制可穿戴機器人將在醫療、生活、工業，甚至軍事領域徹底改變人類生活。】
「人體外骨骼可穿戴機器人（Wearable Robotic Exoskeleton）是一類通過精密機械裝置協助人體完成動作的裝置（同步、加強、模仿），它結合了外骨骼仿生技術和信息控制技術，涉及生物運動學、機器人學、信息科學、人工智慧等跨科學知識。受制於高度符合人體動作準確度的實現難度、運動意圖判斷、能源供給、結構材料（輕型、堅固、有彈性）、控制策略等影響因素，人體外骨骼助力機器人目前仍處於早期階段。」 ——《一種可穿戴機器人的多傳感器感知系統研究》。
最早的人體外骨骼助力機器人是1966年GE研製的Hardman助力機器人，21世紀初美國國防部高級研究計劃局（DAPRA）撥款推進軍事助力機器人研發，第一代產品包括RTN（Raytheon）的XOS（授權自Sarcos）和LMT（Lockheed Martin）的HULC（人類外骨骼負重系統，授權自Ekso）。2001-2005年，全球數家大學開始研發下肢助殘機器人外骨骼，這些系統初步將投入於康復使用，未來或逐步推廣至日常使用，機器人外骨骼或將徹底改變下肢癱瘓患者的康復治療和日常生活，比較著名的醫用外骨骼項目包括剝離自日本筑波大學的HAL、剝離自UC Berkeley的Ekso、以色列創業項目Rewalk、紐西蘭創業項目Rex以及運動控制技術公司Parker Hannifin（NYSE:PH）旗下的Indego。助力外骨骼下一步自然是延伸至工業應用，減少複雜工程的工傷事故，提升工作效率。
（i）醫療應用
今年初Wintergreen Research發布康復中心機器人行業報告（包括康復機器人、主動型假肢、機器人外骨骼等），預測該市場將從目前$43m增長至2020年的$1.8b（下圖），而ABI Research報告預測2020年外骨骼機器人市場將達 $292m（僅供參考）。
下圖顯示，全美5.6m癱瘓病人按病因分類包括：中風引起（29%）、脊髓損傷引起（23%）、多發性硬化症引起（17%）、腦癱引起（7%）、小兒麻痹症引起（5%）等。
-全美有1.2m脊髓損傷（SCI）引起的癱瘓病人（The Christopher and Dana Reeve Foundation數據），273k為脊髓損傷引起的全癱病人（15%為退伍軍人，享受相關福利），每年新增病例12k（NSCICS/國家脊髓損傷統計中心數據，2013），非美國家全癱患者數及每年新增病例與美國接近。美國脊髓損傷患者起因（下圖）主要是交通事故（37%）和摔倒（29%），緊接著暴力事件（尤其槍枝暴力）比重高達14%，遠高於歐洲地區的MSD比重。大部分脊髓損傷早期患者會接受數月康復治療，步態訓練是下肢功能障礙康復訓練的主要方式，幫助恢復肌肉力量和韌性，改善運動能力和關節協調性，維持身體正常機能。全美每年脊髓損傷直接治療成本$40b，間接護理成本達到$306b，歐洲市場支出與美國接近。
-全美有5m+人中風患者，每年發病人次780k（80%可以倖存），20-25%的中風患者無法獨立行走（ReWalk IPO資料），這部分患者便是機器人外骨骼可以提供康復治療的潛在市場。儘管中風患者每年發病人次是脊髓損傷患者人次的65x，但致癱比重（29%）僅比脊髓損傷致癱（23%）高出600 Bps，這是因為中風患者存活壽命較短。
-全美有400k多發性硬化症患者（NMSS/國家多發性硬化症協會數據），53%的患者（212k）在Kurtzke擴展殘疾狀態量表（0-10分）得分6-7（ReWalk招股書數據），屬於需要輔助行走但尚未依賴輪椅。
-全美有764k腦癱患者（UCP/國際腦癱組織），具體適應外骨骼康復人群需要進一步確認。
考慮到前期治療和併發症治療，截癱患者是所有患者人群中醫療開支最高的群體之一，終身疾病開銷大約在$1.5-4m（Ekso資料）。以脊髓損傷（SCI）患者為例，不考慮薪酬福利損失，脊髓損傷後第一年治療費用高達$50k（ReWalk資料），之後每年康復中心理療成本$4k、定期檢查成本$3k，平均每人每年因併發症住院22天，平均住院成本$10k、併發症藥物成本$4k（如痙攣），相當於後續每年平均$20k的護理成本（Ekso資料）。 目前對外銷售的個人用機器人外骨骼平均售價~$100k，相當於脊髓損傷患者5年的定期護理成本（ReWalk招股書提及全美大約80%的脊髓損傷患者年齡適合購買個人用機器人），由於中風致癱患者存活壽命相對較短，目前的個人用機器人外骨骼對該部分患者具有價格壓力（這也是Ekso計劃較晚進入個人用市場的原因）；而在康復中心市場，在預算允許或者保險覆蓋的前提下，機器人外骨骼未來在幫助截癱患者進行康復治療方面將起到越來越重要的角色。
（ii）軍事應用
伊拉克戰爭和阿富汗戰爭>35%的醫療後送是因為負重損傷所致，部分任務負重超過125磅/57公斤（包括武器、彈藥、電子設備、防彈衣等），外骨骼機器人可以大幅提高戰士的承重能力。2009年Ekso發布的人類外骨骼負重系統（HULC/Human Universal Load Carrier）承重力達到200磅/90公斤，大幅提高單兵作戰能力，該技術目前獨家授權給LMT。另外，保護性機器人外骨骼可以有效抵禦氣體及生化武器的襲擊。
（iii）工業應用
工業應用面向工程施工、緊急救助（疾病、事故、災害、突發事件）、生產製造、搬運輸送、危險工作（如核電站操作維護、航天空間站、深水作業）等。下圖左顯示了2011年普吉特海灣海軍造船廠一次高難度測試，工人身著全身外骨骼機器人（HULC+Zero-G）托舉電動砂輪機進行船體打磨（Overhead Grinding），如果沒有助力機器人，這極易造成工傷，海軍部隨後發布了測試結果：打磨時間僅為常規耗時的1/3、打磨質量改善、一名患有纖維肌痛的工人輕鬆完成任務。右圖顯示HAL被用於福島核電站救助現場，外骨骼系統除了助力以外，還可以防輻射，大幅提高工作效率，最小化災害影響。
本文主要介紹Cyberdyne（TYO:7779）、Ekso Bionics（OTCBB:EKSO）、ReWalk Robotics （NASDAQ: RWLK）和Rex Bionics （LON:RXB）四家機器人外骨骼公司，這四家公司分別來自日本、美國、以色列和紐西蘭（被英國公司收購），均於2014年上市。綜合分析後，我們認為四家公司各具特色， Cyberdyne人機反饋優勢凸出，Ekso歐美市場布局廣泛，ReWalk合規批准提供先發優勢，Rex支持無支撐式獨立行走（為四肢癱瘓患者提供解決方案）。重點分析智能化優勢突出的Cyberdyne。
Cybernics是一門混合學科，覆蓋控制論（人）、機電學（機）、信息學（信息）和醫學（神經科學、運動學、再生醫學）領域，筑波大學的Cybernics研究中心是日本頂尖智能機器人研究中心，由日本筑波大學教授Yoshiyuke Sankai於1991年創立，1995年，第一台HAL（Hybrid Assistive Limb，混合助力機器人外骨骼）樣機誕生。2004年，在日本內閣撥款資助下，Sankai教授創立了Cyberdyne公司，旗艦產品HAL於2005年首次亮相於愛知世博會，是目前日本最著名的機器人外骨骼。2008年HAL正式發布，2013年成為全球首個獲得安全認證的機器人外骨骼產品（ISO/DIS 13482）。 各個市場進展（下表）。2013年HAL獲得CE標識，隨後德國法定工傷保險DGUV提出醫保報銷，HAL進入德國市場，目前正在著手準備瑞士、奧地利、西班牙市場的推廣（Nomura預期2015年）。2013年，日本新瀉市民醫院啟動一項HAL針對頑固性神經肌肉罕見病患者治療的臨床試驗，計劃今年7月結束，並於年底向日本醫藥局申請醫院用醫療器械，Nomura預期2015年HAL有機會獲得日本市場長期關愛中心（LTC）保險覆蓋。另外，2014年初公司開始準備FDA申請資料，申請資料會用到日本和德國市場的臨床試驗數據，Nomura預期14H2遞交材料，2015年有望獲批及保險覆蓋。 Cyberdyne於今年3月在東京交易所上市，目前市值$2.2b。
HAL模仿人體工學設計，由兩套Cybernics控制系統構成：生物意識控制系統（CVC）和自主控制系統（CAC）。這是HAL與其他機器人外骨骼相比的獨特優勢，通過固定在皮膚表面的傳感器搜集肌電信息（Bioelectric Signals），CVC可以判斷行動意圖，控制動力裝