「外骨骼机器人」行业研究报告

「外骨骼机器人」行业研究报告

导读

2022年,部分上市公司开始发力外骨骼机器人赛道。

上市企业伟思医疗宣布,在2021年取得了外骨骼机器人3款产品的医疗器械注册证。2022年,伟思医疗外骨骼机器人产品将形成新一代康复科标准化的临床和产品方案,适用于中枢神经系统损伤导致的下肢运动功能障碍患者。据悉,其内部还已成立运动康复事业部,正积极开展上市销售。

另外,科大讯飞则在其2022年年会上公布“讯飞超脑2030计划”,其中详细描述了其具有康复训练功能的外骨骼机器人“已经研发出原型机”这一进展。科大讯飞表示,未来约在2023-2025年,将实现自适应运动功能研发的自适应行走外骨骼机器人,帮助行动不便的老年人或残疾人自主独立行走。

那么,为什么上市公司和机构投资者开始重点布局外骨骼机器人?

外骨骼机器人又有哪些核心玩家呢?

请看今天的行业研报,enjoy:

一、外骨骼机器人行业的基本概况

外骨骼机器人是穿戴在使用者身体外部的一种智能机械结构,可将人体感觉、思维、运动等器官与机器的感知系统、智能处理中心、控制执行系统相结合,从而达到改善人体物理机能及提高身体素质等目的,其本质是一类可实现人机结合的可穿戴式机器人。

在仿生原理、人体工程学设计以及信息控制技术等基础上,外骨骼机器人还涉及生物运动学、机器人学、信息科学、人工智能等学科知识。外骨骼机器人将人类智能与外部机械动力装置相结合,通过提供力量辅助增强人类行走运动及重物负荷等能力,既可为力量不足的使用者提供医疗康复和运动支撑等功能,亦可帮助使用者完成长途行军和负重搬运等任务。

根据功能划分:外骨骼机器人可分为增强型外骨骼机器人和康复型外骨骼机器人,其中,增强型外骨骼机器人可帮助使用者增强肌肉能力、减轻负荷,多应用于军事领域及工业领域。康复型外骨骼机器人可辅助肢体运动障碍患者进行康复训练,多应用于医疗康复领域。

根据结构部位划分:外骨骼机器人可分为上肢外骨骼机器人和下肢外骨骼机器人。

(1)上肢外骨骼机器人的穿戴部位为使用者背部,由主机箱、上肢固定结构、可动关节及连接结构等组成,其中主机箱中装有系统运行平台、感应控制、电源等设备。上肢外骨骼机器人通过仿真机械设计,将肩关节、肘关节、腕关节设计为可动关节,应用压力传感器、陀螺仪、无线传导等技术,可帮助使用者增强上肢力量、减轻负重、减少身体损伤及提升工作效率,并让使用者可从容应对更多复杂精密工作。上肢外骨骼机器人主要运用于快递物流、建筑施工等高强度、劳动密集型行业。

(2)下肢外骨骼机器人可覆盖腰部、髋关节到脚部的位置,由主机箱、下肢固定结构、可动关节及连接结构组成,部分产品配备了拐杖以实现支撑和控制功能。下肢外骨骼机器人通过传感系统、动力输出装置、控制系统及能源系统等技术,可帮助使用者通过行走训练提升肌肉力量、恢复下肢神经、避免关节及肌肉萎缩。下肢外骨骼机器人主要应用于中风、偏瘫等患者的康复训练、老年人和残疾人助行以及军事等领域。

另外,根据应用场景,外骨骼机器人还可以分为军工、医疗、工业和民用消费外骨骼机器人。

(1)军事领域:外骨骼机器人发源自军事领域。从2000 年开始,美国军方率先开展对增强人体机能的外骨骼机器人研究,其目的是设计增强型军用装甲以提高士兵个人防护能力。美国政府出资数千万美元先后与加利福尼亚大学伯克利分校机器人和人体工程实验室、Oak Ridge 美国国家实验室、美国Sarcos Robotic 公司等研究单位进行合作,要求研究出具有自身能源供应装置、现代化通讯系统、传感系统、作战武器系统、吨级负荷能力、高速运动能力以及保护功能的外骨骼机器人。

(2)工业领域:以快递物流、房地产施工和伐木工程等行业为代表,该类行业的劳动强度大、人力成本高、工作效率低。外骨骼机器人在工业领域的运用将帮助从业者减轻负重、提高工作效率,如京东在2018 年“618”活动期间为员工配备了外骨骼机器人辅助搬运,大幅提高员工工作效率。

(3)医疗康复领域:外骨骼机器人可帮助老年人、残疾人以及中风、偏瘫患者等群体进行康复训练,是当前中国外骨骼机器人行业的主要应用领域。以色列ReWalk Robotics、日本Cyberdyne 及美国Ekso Bionics 是全球外骨骼机器人在医疗康复领域的头部企业。

其中,由于医疗康复市场空间大、利润高,医疗康复类外骨骼企业发展时间较长、数量较多。但是,工业类外骨骼的技术门槛和成本较低,某些在早期专注于医疗类外骨骼的企业选择向工业类外骨骼方向延展。

来源:头豹研究院、高禾投资研究中心

二、外骨骼机器人行业的市场规模

无论是美国、日本等海外市场,还是我国的外骨骼机器人市场,大家都还处于技术迭代和升级阶段,还未进入大规模量产阶段,历史数据市场规模整体较小。

但国家政策的支持,为外骨骼机器人行业,特别是医疗康复外骨骼机器人产业发展提供了良好的环境;与此同时,国内外骨骼行业初创企业不断将新获得的融资投入技术研发,解决产品在人机交互等方面的问题,促进了行业产品的升级。

未来,随着外骨骼机器人行业产品性能的提升和成本的下降,下游不断增长的需求将会刺激行业市场规模的不断增长;医疗康复领域外骨骼机器人产品的技术进步将会带动工业用外骨骼机器人及助力助行外骨骼机器人的产品迭代,外骨骼机器人的应用市场将会进一步拓展。

国际研究机构ABI认为外骨骼将在近十年时间实现快速增长,2028年之前有望实现全球性规模化增长。2020年至2030年,外骨骼机器人产业预估CAGR(复合年均增长率)为33%。其中,2025年至2028年为高速增长阶段,预估3年CAGR为47.7%,2028年全球市场规模将达58亿美元。至2030年,产业将趋于成熟,市场稳步增长,全球市场规模将达68亿美元。

来源:ABI、高禾投资研究中心

中国市场方面,当前的市场规模还处于早期扩张阶段,2020年仅在几个亿的规模。根据中研网数据测算,预计到2025年将有几十倍的增长,达到42亿以上的规模。而未来一旦能够进入到每个有需求的家庭级消费市场的话,规模将达到上千亿级。

来源:中研网、高禾投资研究中心

三、外骨骼机器人行业的核心玩家

从应用领域分析,外骨骼机器人行业在医疗康复领域头部企业多为国外企业,市场份额主要集中在三家已上市外骨骼机器人企业:

(一)ReWalk Robotics

以色列ReWalk Robotics成立于2001年,是以色列一家设计、开发和商业化创新性的的外骨骼,使原来必须依靠轮椅或其他情况才能活动的患者重新 具有站立以及独立行走能力的医疗器械公司,ReWalk希望继续商业化他们拥有专利的倾斜式传感器的外骨骼技术和搭载计算机和运动传感器来指引腿部运动的战衣。公司旗下外骨骼机器人包括下肢外骨骼以及配套拐杖,辅助肢体残疾人恢复正常行走能力。

来源:ReWalk Robotics、高禾投资研究中心

(二)Cyberdyne

日本Cyberdyne创立于2004年。Cyberdyne是由日本筑波大学山海嘉之教授发起的新创企业,开发动力辅助服「HAL」(Hybrid Assistive Limb)。「HAL」在穿戴者想要有肌肉动作时,感测器会检测到脑部对肌肉传达的电气讯号,使肌肉动作模式化,「HAL」就会配合该模式进行控制,利用此原理的「自主控制系统」支援穿戴辅助服者的动作,减轻其负担。公司旗下外骨骼机器人包括下肢外骨骼系统、腰部外骨骼等,由于产品价格高昂,企业主要商业模式为外骨骼机器人租赁。

来源:Cyberdyne、高禾投资研究中心

(三)Ekso Bionics

美国Ekso Bionics成立于2005年,位于美国加利福尼亚州,致力于开发医疗用途的可穿戴外骨骼,是这个行业的先驱代表。自成立以来,Ekso Bionics已经帮助个人患者行走超过7,000万步,被全世界130多个康复中心使用。2016年,Ekso Bionics获得美国FDA第一个批准证书,用于中风和C7水平骨髓损伤。2014年,已在美国纳斯达克上市,股票代码为:EKSO。公司旗下外骨骼机器人EksoGT 主要面向神经性损伤患者。

来源:Ekso Bionics、高禾投资研究中心

(四)伟思医疗

伟思医疗(688580.SH)是位于江苏南京的一家康复类医疗器械公司。公司以研发创新为发展驱动力,在电刺激、磁刺激、电生理、射频、激光、康复机器人等方向持续加大投入,并完善产品布局。公司致力于在磁刺激领域成为全球领先供应商,在医美领域和康复领域成为中国领先供应商,正在探索海外市场以及TMS治疗抑郁症技术及创新模式。公司在2020 年实现了科创板上市,此前公司曾于2015 年登陆新三板。科创板上市,公司顺利募资11.55 亿元,促进公司未来可持续发展。

公司于2021年7月公告,获批产品为下肢步行外骨骼辅助训练装置,包括Xwalk-BZXZZB-200A、Xwalk-BZXZZB-200B、Xwalk-BZXZZB-300A、Xwalk-BZXZZB-300B,适用于因脊髓损伤导致的下肢运动功能障碍患者的步行康复训练。该系列产品的获批是公司向康复机器人领域拓展的重要突破,有利于丰富公司的产品种类,扩充公司在康复医疗器械领域的产品布局。

来源:伟思医疗官网、高禾投资研究中心

公司积极培育康复机器人业务,参与了国家科技部和江苏省科技厅的康复机器人重点研究计划课题,已形成了包括外骨骼机器人设计、主被动多模态控制、智能步态控制、实时步态评估、动态减重、康复减重步行训练车等核心技术。康复机器人的在研管线中,X-walk 系列还有一个产品正在进行上市准备,该系列产品布局齐全后有望帮助脑卒中及脊髓损伤病人进行全周期的步态康复训练;另外公司还储备有X-locom 系列运动康复机器人,目前正在工程样机开发阶段。

(四)傅利叶智能

傅利叶智能成立于2015年,总部位于上海张江,是一家行业领先的智能机器人公司,致力于攻克高性能机器人的核心技术,搭建一个智能机器人技术平台,并且已在康复行业形成规模化应用。2021年,傅利叶智能成功入选全国专精特新“小巨人”企业,公司已牵头承担近20项国家级及省级研发项目。

傅利叶智能科技目前团队规模20多人,其中2/3都是技术研发人员,分别来自机器人、生物医学等不同领域。创始人顾捷毕业于上海交通大学动力机械系,CTO徐振华是其在交大机器人比赛中结识的队友,两人曾于2012年组建了璟和机器人公司,并带领团队完成Flexbot康复机器人的研发和市场化。

傅利叶智能已经构建丰富的面向康复机构的完整产品线布局,为全球客户提供高性能康复机器人、智能康复产品、物理治疗设备以及康复医疗数字化、智能化解决方案。自主研发的康复机器人已经出口数十个国家和地区,入驻国内外一千多家机构。公司总部位于上海张江,同时在新加坡设立区域总部,在北京、上海、广州、苏黎世、芝加哥进行研发和生产布局,已建立全球化的研发、生产和服务网络。

2022年年初,傅利叶智能宣布于近日完成4亿元D轮融资,该轮融资由软银愿景基金2期领投,沙特阿美旗下风险投资基金Prosperity7 Ventures、元璟资本跟投。傅利叶智能是康复机器人领域率先完成D轮融资的企业,创下该领域单轮融资额最高的纪录。

来源:傅利叶智能、高禾投资研究中心

(五)程天科技

程天科技是一家外骨骼机器人技术公司,前身是哈尔滨程天。该公司团队早在2012年就已经组建,还掌握了机器人相关的全套关键技术:驱动器、电机、减速机、控制算法等。它致力于让外骨骼机器人成为人的“新器官”。

2017年成立的程天科技,深耕在养老及康复领域,主要针对偏瘫、截瘫患者、大型手术患者术后、失能弱能老人的康复解决问题。关于机器人行动方面,程天科技有三条业务线:在康复治疗场景中,研发了UGO系列外骨骼机器人,用来辅助治疗师进行康复训练;为无自理能力人群设计的悠扶机器人产品;在行动代偿场景中,推出了辅助性外骨骼机器人产品。现阶段,前两种产品是发展重点,目前已经实现了量产,第三种产品还处于测试试用阶段。

早在2019年,程天科技就已经成为了国内第一家获得NMPA创新医疗器械的偏瘫康复训练产品认证的企业。产品的合规性认证为程天科技树立起了一道强大的壁垒。同时,该公司注重知识产权保护,与国内顶级知识产权咨询公司建立了深度的合作关系,申报了39项发明专利,31项实用新型专利,16项外观专利,23项软件著作权,也开始对国际专利进行布局。

2022年年初,程天科技宣布完成亿元A+轮融资。本轮融资由达晨财智领投,安信证券、保利资本跟投,老股东蓝驰创投本轮继续支持。蓝驰创投是程天科技A轮的独家投资方。新一轮融资将用于提升企业集团化核心运营能力和持续保持商业化的领先地位,拓展全球业务范围,推进同国际顶尖研究机构与临床机构的深度合作。与此同时,程天科技还将加大对产品、人才、技术和供应链的投入,丰富C端产品矩阵,推广基于AI技术的消费级互联网外骨骼技术服务平台,夯实业界领导地位。

来源:程天科技、高禾投资研究中心

四、总结

2020至今,从外骨骼机器人的投资轮次分析,外骨骼机器人行业的融资轮次仍然处于早期阶段,C 轮后的融资则属于凤毛麟角,充分说明该赛道依然处于商业化爆发前期,大部分企业仍然处于创业研发期,未来能够在技术研发、产品性能和市场布局等有前瞻性布局和发展,必将迎来新一轮的快速发展周期。

表:2020-2022年外骨骼机器人投融资案例总结

作者:高禾投资研究中心
链接:https://xueqiu.com/8918472511/226681593
来源:雪球

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