機械外骨骼（powered exoskeleton），又稱動力外骨骼、強化服、動力裝甲，是一種通過機械框架增強人體運動能力的可穿戴機器人裝置。外骨骼一詞源於生物學中昆蟲和殼類動物的堅硬外殼。外骨骼機器人是一種穿戴式的可移動機械裝置，通過電機、感測器、控製係統等技術協作，增強或恢複人體的運動能力。
其常見別稱包括強化服、動力服（power suit）、動力裝甲（power armor或powered armor）、exoframe、hardsuit或exosuit等。
機械外骨骼的概念最早可追溯至19世紀末，1890年俄羅斯工程師尼古拉斯·亞根（nichs yagn）提出了外骨骼概念並申請了專利。1917年，美國發明家萊斯利·c·凱利（leslie c. kelley）設計了一款名為“pedomotor”的蒸汽驅動跑步輔助裝置。
20世紀60年代，外骨骼研究進入早期探索階段，軍事應用成為主要驅動力。1960年（另有記載稱1965年），美國通用電氣公司（general electric）研製出名為“hardiman”的動力外骨骼原型機，其重量高達680公斤，旨在增強人體力量 。同期，美國康奈爾航空實驗室（cornell aeronauticalbs）也啟動了名為“man-amplifier”的外骨骼機器人研究專案。
21世紀初，外骨骼技術迎來關鍵突破。2000年，美國國防高階研究計劃局（darpa）啟動了“增強人體體能外骨骼（ehpa）”計劃，旨在開發可大幅提升士兵負重與機動能力的裝備。同年，在darpa資助下，加州大學伯克利分校成功研製出“伯克利下肢外骨骼係統（bleex）”。
21世紀前十年，一係列代表性產品湧現，推動了外骨骼的商業化開端。2004年，日本築波大學教授山海嘉之成立了cyberdyne公司，並推出了混合輔助肢體“hal”外骨骼係統。2005年，美國sarcos公司研製的“xos”外骨骼在darpa專案中脫穎而出。2009年，洛克希德·馬丁公司正式發布了“人類通用負載運輸裝置（hulc）”係統。
外骨骼技術加速向民用消費市場滲透。2024年巴黎夏季奧運會和殘奧會的火炬傳遞中，首次出現了自平衡個人外骨骼的身影，法國殘奧會選手凱文·皮耶特穿著wandercraft公司的“atnte x”外骨骼完成了傳遞。2025年前後，華夏消費級外骨骼市場興起，極殼科技（hypershell）、傲鯊智慧、程天科技等公司推出了麵向戶外運動和日常助力的產品……
機械外骨骼可根據多種標準進行分類。根據穿戴部位，可分為上肢外骨骼、下肢外骨骼和全身外骨骼；根據是否有外部能源，可分為動力外骨骼和被動式（無源）外骨骼；根據驅動方式，可分為液壓驅動、氣動驅動、電機驅動和混合驅動外骨骼；根據結構，可分為剛性外骨骼和柔性外骨骼；根據功能，主要可分為增強型外骨骼和康複型外骨骼。
按穿戴部位分類：上肢外骨骼主要針對手臂、肩部等上肢部位設計，輔助或增強上肢運動功能，適用於搬運、裝配、康複訓練等場景。下肢外骨骼聚焦腿部、腰部等下肢部位，提供行走助力、負重支撐等，廣泛應用於康複、養老、登山等場景。全身外骨骼覆蓋全身肢體及軀幹，實現整體運動能力的輔助或增強，整合度高，適用於軍事、複雜工業作業等場景。
按動力來源分類：動力外骨骼使用電池或者電纜來執行感測器和執行器，可進一步分為靜態外骨骼（執行器需要始終執行）和動態外骨骼（執行器不需要始終開啟，能效大幅提升）。被動式外骨骼（無源外骨骼）沒有外部電源，主要型別包括重量重新分配（通過彈簧和鎖定機構將重量轉移到周圍或地麵）、能量捕獲（如腳踝彈簧離合器外骨骼）、阻尼（使用彈簧或阻尼器來減震）、鎖定（允許長時間蹲坐統一位置）等。
按驅動方式分類：液壓驅動外骨骼結構緊湊、體積小、傳動平穩、功率密度高，但加工精度要求高，維護成本也高。氣動驅動外骨骼體積小、成本低、操作簡便，但精度不高、噪聲大，且移動範圍受限。電機驅動外骨骼結構簡單、精度高、便於自動化控製，但占據空間相對較大。混合驅動外骨骼結合兩種及以上驅動方式的優勢，如電機與液壓結合，兼顧輸出效能與靈活性，以滿足複雜場景需求。
按結構與功能分類：從結構看，外骨骼機器人可分為剛性外骨骼和柔性外骨骼兩類。從給予使用者幫助的型別來看，可分為主動（有源）外骨骼和被動（無源）外骨骼。從應用功能上看，主要可分為增強型外骨骼和康複型外骨骼。增強型外骨骼主要用於提升健康人體的力量、耐力或速度，常見於軍事、工業物流、戶外運動等領域；康複型外骨骼則主要用於醫療領域，幫助肢體功能障礙者（如中風、脊髓損傷患者）進行康複訓練或恢複日常行動能力。
外骨骼機器人作為一種可穿戴機器人裝置，其核心工作原理是構建“感知-處理-驅動-反饋”閉環，實時捕捉人體運動意圖，經智慧處理輸出機械助力，最終達成自然流暢、具有高度實時性的人機協同運動。常見的機械外骨骼主要由軟體控製係統、機械支撐係統、動力係統以及感測器係統四部分組成。
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