外骨骼机器人“强筋健骨”需从材料、驱动、传感与控制、人机交互等方面着手，以下为具体分析：
轻量化材料应用：采用碳纤维、钛合金等高强度、低密度材料，可减轻外骨骼自身重量，同时保证结构强度。例如，浙江精工集成科技股份有限公司研发的髋关节外骨骼助力机器人已采用碳纤维材料进行商业化应用场景的调试测试。此外，仿生关节设计可进一步提升灵活性与适应性，平衡强度与灵活性需求。
驱动系统优化：选择高扭矩密度电机、液压缸或柔性驱动器（如气动人工肌肉）作为动力源。例如，电机驱动方式中，盘式电动机直接安装于关节部位，或通过电动推杆将旋转运动转化为直线运动，推动关节转动；液压驱动则以液压油为介质，通过伺服阀调节液压缸活塞杆位置及速度，实现高效能量传递。
传感器与控制系统升级：集成肌电（EMG）传感器、力/力矩传感器、惯性测量单元（IMU）等，实时感知人体动作意图与外骨骼运动状态。基于PID、模糊逻辑或强化学习算法，实现动态响应（延迟需低于50ms），并优化步态参数以适应不同用户。例如，通过深度学习模型解析EMG信号，预测动作类型（准确率>95%），实现个性化助力。
人机交互与生物力学协同：建立人体-外骨骼耦合模型，模拟人体关节运动学与动力学特性，形成力闭环。利用运动意图识别技术（如肌电信号、惯性传感器或脑机接口），提前200ms预测动作，并计算关节力矩需求与能量分配。驱动器根据算法指令输出精准力矩，与人体肌肉协同完成动作，降低代谢消耗（实验表明可减少20%-30%步行能耗）。
能源系统改进：采用高能量密度电池（如锂硫电池）与能量回收装置（如行走中膝关节动能回收），延长续航时间。例如，外骨骼机器人续航能力普遍需提升至数天，并进一步减轻电池重量。
安全限位与承载能力设计：设计限位装置防止关节转动角度过大，避免穿戴者关节损伤。同时，选择人体承压能力较好的区域作为负重接触点，减少意外碰撞时的冲击力。
