産業用・医療用外骨格： 現在の状況と今後の市場展望

外骨格という用語は、もともと生物学で使用され、様々な動物分類群が構造的支持と捕食者からの防御のために使用する、キチン質または石灰化した外骨格を指す。同様の概念から、ロボット工学の分野では、外骨格はウェアラブルな電気機械装置であり、健常者の身体能力を向上させる補強装置として開発されたり、身体障害者の運動を補助する装具として使用されたりしている。ウェアラブル外骨格市場は、医療用外骨格と非医療用外骨格の2つに大別される。

最初の分類には、運動機能障害のある患者に誘導運動を提供すること（治療用）、負傷後に筋力、運動能力、持久力を回復するためのサポートを提供すること（リハビリテーション）、あるいは障害者が他の方法では管理できないほど自立して日常作業を行うのを支援すること（補助用）を目的とした外骨格が含まれる。さらに、いくつかの外骨格は、医師や看護師のような医療従事者が、肉体的に負荷のかかる作業や反復作業を行う際に、腰の怪我を避けるために役立ちます。2つ目のクラスは、非医療用外骨格で、物流、建設、鉱業、軍事、農業など、さまざまな産業で働く作業者が装着することを目的としている。その主な目的は、最小限の労力で重い荷物を運ぶ能力を高め、スピードとスタミナを向上させることである。興味深いことに、いくつかの企業が特殊な特性を持つ外骨格を開発している。これには、電気工事業で働く人々が高電圧の電気損傷作業から身を守るための絶縁機能を備えた外骨格や、鉱山労働者、消防士、災害救助隊員が長時間高温の環境を調節するための固有の温度調節機能を備えた製品などが含まれる。

外骨格市場は、医療・非医療の両領域における技術進歩に後押しされ、大幅な成長を遂げている。医療分野では、外骨格は現在、人工知能、ゲーム機能、AR / VR、触覚フィードバック、神経制御を統合している。これらの機能は、意識の高まりや高齢化社会と相まって、医療用外骨格への需要を煽っている。医療以外の領域、特に建設や製造などの産業では、筋骨格系の損傷に関連するコストの上昇が産業用外骨格の使用急増につながっている。スマート工場では、モノの産業インターネット（IIoT）が作業員の安全性と生産性を高めるために外骨格のシームレスな統合を促進します。下の図は、医療用および産業用外骨格の利点を要約したものです。

医療用外骨格： 現在の市場展望
現在、200以上の医療用外骨格が、神経障害や関連する傷害の治療のために、100近い企業によって、様々な開発段階にわたって商業化／研究されている。

下図は、医療用外骨格の分布を、カバーする身体部位の種類と形態に基づいて示したものである。

医療用外骨格の55％が下肢の動きを補助し、次いで上肢をサポートするものであることは注目に値する。さらに、下半身の医療用外骨格の大部分（79％）は剛性である。これは、医療用外骨格の剛性フレームが、筋骨格系が弱い、あるいは損なわれている人にとって極めて重要な体重支持を補助するという事実に起因している。さらに、硬い外骨格は関節の動きを正確に制御できるため、より高い安全性を提供する。これは、特に患者の安全が最優先される医療用途において、意図しない動きや不安定性を防ぐために不可欠である。

一方、上肢外骨格の大部分（53％）は柔らかい。これらの外骨格は軽量であるため慣性が減少し、使用者のより効率的な動きを可能にし、不快感を軽減する。ソフト外骨格の例としては、（アルファベット順に）Carbonhand（Bioservo Technologies）、Emovo Assist（Emovo Care）、HandTutor（MediTouch）、IpsiHand（NeuroSolutions）、Nuada Glove（Nuada）、SINFONIA（Gloreha）などがある。

非医療用外骨格： 現在の市場展望
95社以上の企業が様々な用途で220近い非医療用外骨格を提供していると主張しており、このうち81％が市場で入手可能である。

下図は、非医療用外骨格の分布図である。

非医療用外骨格の61％が受動型であることは注目に値する。これは、パッシブ外骨格が広範な産業用途において費用対効果が高く、アクチュエータを必要とせずにユーザーを積載物や体重から解放するという目的を果たすという事実に起因している。受動型外骨格の例としては、（アルファベット順に）Archelis FX（Archelis社）、CarrySuit（Auxivo社）、CEXO-S01（C-Exoskeleton Technology社）、EXOARMS（Cyber Human Systems社）、HAPO SD（ErgoSanté社）などがある。また、パワード・パッシブ・ハイブリッド外骨格の大半は、ユーザーの身体に高い補助トルクを与えることができるため、剛性が高い。

パートナーシップとコラボレーション： 外骨格技術の未来を形作るために専門知識を組み合わせ、リソースを共有する世界的なプレーヤーたち
外骨格業界の関係者は、特定の目的のために他の企業/組織と協力するために、様々なパートナーシップ・モデルを採用することが知られている。このような取引は、企業がそれぞれの製品ポートフォリオを拡大するだけでなく、新興技術に関連する新たな能力を獲得するために結ばれている。調査中、この分野に携わるさまざまな利害関係者の間で結ばれた130を超える提携や協力関係を目にした。下図は、地域別に見たパートナーシップとコラボレーションの分布を示している。

契約のほとんどは、アジア太平洋を拠点とするプレーヤーによって結ばれた。これらの取引の大半は、同じ大陸内で締結されたものである。次いで、ヨーロッパを拠点とするプレーヤーによる大陸内取引が続く。

特筆すべきは、70％以上が異なる国を拠点とするプレーヤー間で締結された契約（国際契約）であるということである。このような契約の大半は、中国を拠点とする選手が結んでおり、次いで日本が多い。例えば、フーリエ・インテリジェンスとMyndTecの契約（2023年5月）、H-RoboticsとRehabmartの契約（2022年11月）、Angel RoboticsとDaehan Rehabilitation Hospitalの契約（2022年8月）などがある。

特許： イノベーションを保護するためのプレーヤーの知的能力拡大を反映
長年にわたる研究、開発、買収、インライセンスを通じて、外骨格の分野に携わる関係者は、中核となる技術と知的財産権を蓄積してきた。実際、医療用および産業用外骨格に関連する特許は3,000件以上取得／出願されており、この分野の研究が急ピッチで進められていることを示している。特許は2016年から2020年にかけて年平均成長率25%で急速に増加している。

下図は、特許の年別およびタイプ別の分布である。

2022年と2021年に1,100件以上の特許が出願され、両年とも130件近くの特許が付与されたことは注目に値する。特に、Ekso Bionics、Safran Electronics & Defense、B-Temia、Shenzhen Chwishay Intelligent、Roam Roboticsは、50件以上の特許を出願/付与された主要な特許譲受企業である。

今後の市場展望：
利害関係者がより高いベネフィット・コスト比で前向きな投資収益率（ROI）を認識するにつれて、外骨格の採用は多様な産業で拡大し、世界市場の軌道を形成すると予想される。とはいえ、特に保険適用や第三者支払機関からの払い戻しを確保する上で課題が残っており、医療提供者による慎重な採用につながっている。このような課題にもかかわらず、我々の予測によれば、世界の外骨格市場は2035年までに約150億米ドルに達する見込みである。外骨格の発展年表は1960年代まで遡り、2000年代には国際的な注目を集め、米国、日本、イスラエル、フランス、スイス、韓国、中国などの国々から貢献を受けて最高潮に達した。

BLEEX（ブリークス）、HAL-5（ハルファイブ）、ReWalk（リウォーク）といった注目すべきモデルは、軍事用、民間用、医療用などさまざまな目的で設計された。外骨格技術の加速は21世紀に入っても続き、より新しく手頃な価格のモーターやマイクロコントローラーが利用できるようになった。2014年のワールドカップでの片麻痺男性のキックオフや、2019年の四肢の動きを可能にするマインドコントロール外骨格などの象徴的な瞬間は、外骨格の変革の可能性を強調した。2024年も市場は勢いを増し、より幅広い顧客層をターゲットにしたモデルが登場する。将来的には、外骨格はよりスリムに、よりスマートに、よりコネクテッドに、より安価になり、ウェアラブル技術の新時代が到来すると予想される。

執筆者：Jasparam Kaur（Roots Analysis社）

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