【所属领域】

生命健康

【痛点问题】

随着现代社会对人体负重机动能力需求的不断提升，传统人力搬运方式所带来的体能消耗和职业健康问题日益凸显。

军事领域中：作战人员长期背负30-40KG的武器装备、通信设备和生存物资进行作战和巡逻，这种高强度负重不仅严重消耗体能、降低战斗力，在高原山地等复杂地形环境下更是加剧了体能消耗，直接影响作战效能；特种部队在执行长途渗透任务时，过重的负重也显著限制了其机动能力和任务成功率；后勤补给人员频繁搬运重型装备和物资，容易造成慢性劳损。

应急救援领域中：救援人员需要背负重型救援设备、医疗器械和生存物资进入地震等灾区，在复杂地形中转运伤员和救援装备时体力消耗巨大；山地救援和消防救援人员要负重约30KG的防护装备和专业器材，在与时间赛跑的紧急救援过程中，体力不支可能严重影响救援效率和成功率；医疗救护人员在转运伤员过程中也面临着巨大的体力消耗。

工业制造领域中：工人需要频繁搬运重型零部件和原材料，这种高强度的体力劳动不仅效率低下，还容易导致腰背等职业病；传统人工搬运存在较大安全隐患，而全自动化设备成本高昂或不适用于特定场景；建筑施工人员需要频繁搬运建材，特别是在高空作业时，过重负荷大大增加了工伤事故风险。

快递物流领域中：快递员每天要搬运数百件包裹，频繁上下楼梯导致巨大的体力消耗，长期高强度搬运容易造成腰背劳损，体力限制也直接影响配送效率；医疗护理人员在频繁搬抱病人、搬运医疗设备过程中面临职业损伤风险，影响医疗服务质量；农林业工作者在农产品采收、山区生产等过程中，也面临着劳动强度大、作业风险高的问题。

【解决方案】

针对军事、救援、工业制造、快递物流等领域普遍存在的人体负重难题，项目团队创新性地提出了负重动力背包解决方案。通过系统研究人体负重行走的生物力学规律，创造性地提出负载反相运动的调控原理，成功研制出主被动混合动力背包，使人体负重行走的净代谢率最高可降低15.3%。这一技术创新不仅能有效减轻作战人员、救援人员、工人、快递员等群体的体力消耗，降低职业损伤风险，还能显著提升工作效率，为解决行业痛点提供了突破性的技术支撑。这种将理论创新与工程实践相结合的解决方案，展现了我国在穿戴式机器人领域的领先研究水平。

图1 成果展示

【技术指标】

相关技术指标及其对比如下表：

表 1 技术指标对比

【竞争优势】

相比国外Hover Glide纯被动背包技术，18luck新利电竞 研制的负重动力背包具有显著技术优势：在结构设计上，采用主被动混合方案替代纯被动结构，大幅提升了系统的适应性和调控能力；在功能实现上，突破了仅能实现简单负载悬浮的局限，可根据实际需求实现多种负载运动模式，并确保代谢能耗最优；在性能指标上，人体负重行走的代谢能耗减少量从6.2%提升至15.3%，惯性力峰值减少率从82%提升至超过92%。这些技术突破使得该动力背包能更好地适应不同使用场景，为用户提供更优异的减负效果。

【资质荣誉】

[1] L. He, C.H. Xiong, et al, IEEE Trans. Neural Syst. Rehabil. Eng., 28(9):1994-2004, 2020.

[2] 研究工作被IEEE协会旗舰杂志《IEEE Spectrum》在线报道: https://spectrum.ieee.org/tech-talk/consumer-electronics/portable-devices/this-motorized-backpack-eases-the-burden-for-hikers

【技术成熟度】

可量产。

【产业化应用】

在军事领域，可大幅提升作战人员的负重机动能力和战场续航能力；在应急救援中，能帮助救援人员更快速、高效地运送重型救援装备和转运伤员；在工业制造领域，可有效降低工人搬运重物的劳动强度，减少职业损伤风险；在快递物流行业，能显著提升配送效率，改善从业人员的工作条件；在医疗护理领域，可减轻医护人员在转运患者和医疗设备时的体力负担。这项具有自主知识产权的创新技术，不仅展现了我国在穿戴式机器人领域的研发实力，更将为各行业的智能化升级和人机协同发展注入新动力，带来深远的社会经济效益。

应用案例

原理样机已委托国家应急管理部在全国推广。

知识产权

该成果已申请/授权多项中国发明专利。

合作方式

专利许可、专利转让、作价入股、技术开发、面谈等。

【联系方式】

CG24034