Размер рынка материалов для экзокостюмов — по типу материала, типу экзокостюма, компоненту, применению, доле, прогнозу роста на 2025–2034 гг.

Объем рынка материалов для экзокостюмов

Мировой рынок материалов для экзокостюмов в 2024 году оценивался в 190,2 млн долларов США. Ожидается, что рынок вырастет с 233,7 млн долларов США в 2025 году до 625,2 млн долларов США в 2034 году при среднегодовом темпе роста 11,6%.

Растущее внедрение носимых вспомогательных технологий в здравоохранении и реабилитации создало значительные возможности для спроса на технологии экзокостюмов. Экзокостюмы в настоящее время интегрируются в вспомогательные устройства для людей с травмами спинного мозга, восстановлением после инсульта и возрастной саркопенией. Для таких применений требуются материалы, которые являются легкими и гибкими, прочными, гибкими, дышащими и приятными для кожи для длительного ношения. В связи с увеличением численности пожилого населения во всем мире, ростом ожирения и постоянно растущими потребностями в реабилитации после травм в экзокостюмах расширяется применение передового текстиля, мягкой робототехники и легких композитов. Это вынуждает поставщиков материалов внедрять «умные» ткани, эластомеры и другие биометеорологические материалы, предназначенные для комфорта, которые стремятся удовлетворить биомедицинские потребности этих устройств.

Рынок материалов для экзокостюмов также сильно зависит от расходов на военный и оборонный сектор, поскольку армии стремятся лучше оснастить своих солдат с точки зрения силы и выносливости, улучшая при этом смягчение последствий травм. Экзоскелеты, предназначенные для использования в военных целях, сталкиваются с самыми большими проблемами в области температур, истирания и экстремальных условий окружающей среды, поэтому требуются жесткие, но легкие материалы. Существует растущая потребность в передовых материалах, таких как титановые сплавы, баллистические ткани и углеродные композиты. Эта тенденция будет продолжаться по мере увеличения глобальных расходов на оборону в сочетании с инвестициями в программы модернизации солдат, что создает спрос на разработки и инновации в технологиях материалов для тактических экзоскелетов.

Тенденции рынка материалов для экзокостюмов

Интеграция интеллектуальных чувствительных материалов в мягкие экзокостюмы - Повышенное внимание к персонализации пользователя и адаптивности в режиме реального времени в мягких экзокостюмах, реагирующих на намерения пользователя, мотивирует использование интеллектуальных материалов, таких как EAP, SMA и пьезоэлектрические ткани. Эти материалы могут сжиматься, расширяться или изменять свою жесткость при подаче на них электрического тока, тем самым улучшая имитацию биомеханики и контроль со стороны пользователя. Это проявляется в реабилитации, гериатрии и экзокостюмах для индивидуальной мобильности, где комфорт и гибкость являются предпосылками наряду с поддержкой. Появление сверхлегких, энергоэффективных, определяемых пользователем экзокостюмов подтверждает позицию «умных» материалов как основных столпов робототехники в носимых формах.

Более широкое внедрение биоматериалов и материалов, пригодных для вторичной переработки - Соблюдение нормативных требований наряду с экологической устойчивостью поощряет использование биоматериалов и материалов, пригодных для вторичной переработки, для изготовления экзокостюма. На всех этапах жизненного цикла продукта исследуются инновационные композиты и композиты на растительной основе, экологически чистые полимеры и производственные процессы с низким уровнем выбросов, чтобы помочь снизить воздействие на окружающую среду. В основном это проявляется в медицинских и потребительских экзокостюмах, где производители получают «зеленые» сертификаты, чтобы захватить рынок экологически сознательных потребителей. Компании, выступающие за использование материалов замкнутого цикла и из ответственных источников, задают новые направления для исследований и разработок в области кастомизируемых материалов для экзокостюмов.

Миниатюризация и интеграция материалов, встраиваемых в датчики - Обширная область материаловедения в сочетании с носимой электроникой позволила напрямую интегрировать датчики в ткани и детали экзокостюмов. Некоторые из материалов, используемых для изготовления этих датчиков для отслеживания движения в режиме реального времени, картографирования давления и управления с обратной связью, включают проводящий текстиль, гибкие схемы или даже графеновые композиты. Существует растущий спрос и предложение на многофункциональные материалы, которые сочетают в себе механическую прочность и возможности передачи данных, поскольку экзокостюмы превращаются в более интеллектуальные системы, способные к автономным движениям. Сочетание механических и электронных систем преобразует материалы корпуса и исследования, инициируя коммерческие инновации.

Анализ рынка материалов для экзокостюмов

С точки зрения типа материала, рынок материалов для экзокостюмов сегментирован на композиты из углеродного волокна, высокоэффективные полимеры, современный текстиль и волокна, металлы и сплавы, умные и отзывчивые материалы, а также гибридные и композитные системы. Сегмент композитов из углеродного волокна доминировал на рынке, получив доход в размере 66,8 млн долларов США в 2024 году и, как ожидается, достигнет 218,1 млн долларов США к 2034 году.

Композиты на основе углеродного волокна известны своим непревзойденным соотношением прочности и веса. Экзокостюмы обеспечивают механическую поддержку, помогают передвигаться или выдерживают внешние нагрузки, позволяя пользователю свободно двигаться. Конструкции экзокостюмов обеспечивают более легкое передвижение в течение более длительного времени, что снижает усталость благодаря естественному движению. Кроме того, углеродное волокно справляется с механически сложными задачами, будучи при этом легче стали или титана.

Оборонные и аэрокосмические экзокостюмы подвергаются сильному тепловому напряжению от экстремальных условий и температур. Они также должны выдерживать высокие температуры и повторяющиеся механические нагрузки. В отличие от большинства традиционных металлов, углеродное волокно может похвастаться исключительными свойствами. Он не подвергается коррозии и не теряет целостности под нагрузкой, что означает, что его форма и функции сохраняются в течение долгого времени. Это очень ценно в тактических ситуациях или в чрезвычайных ситуациях, когда любой отказ оборудования может привести к травмам или неудачным миссиям.

Композиты из углеродного волокна обладают высокой степенью гибкости конструкции, что позволяет производителям разрабатывать сложные формы, которые вмещают человеческую фигуру. Эти композитные материалы могут быть преобразованы в тонкие, поддерживающие элементы, что делает экзокостюмы одновременно компактными и минимально инвазивными. Они также безупречно сочетаются с полимерами и умными тканями, помогая в разработке гибридных систем, сочетающих поддержку скелета с отзывчивыми системами. Эта универсальность улучшает не только механические характеристики, но и поддерживает инновации в носимых устройствах, которые включают в себя современные технологии структурированным, но эстетически привлекательным образом. Таким образом, эти композиты продолжают оставаться наиболее предпочтительным материалом для изготовления экзокостюмов во многих отраслях промышленности.

Что касается применения, рынок сегментирован на здравоохранение и реабилитацию, промышленность и строительство, военное дело и оборону, спорт и фитнес, аэрокосмическую промышленность и авиацию и другие. Сегмент здравоохранения и реабилитации доминировал на рынке, занимая 37,6% рынка.

Сектор здравоохранения доминирует на рынке материалов для экзокостюмов из-за ухода за пожилыми людьми, вспомогательных устройств и реабилитационных технологий для восстановления после травм. При медицинской реабилитации пациентам с ограниченными тяжелыми функциями подвижности помогают с помощью экзокостюмов. Люди, перенесшие инсульт и получившие травму спинного мозга, нуждаются в облегчении - гибких, биосовместимых материалах низкой плотности, которые обеспечивают поддержку без каких-либо ограничений.

Исследования показывают, что экзокостюмы помогают пациентам во время выздоровления, позволяя направлять движения и тренировать сопротивление как часть рутины терапии. Умные материалы в экзокостюмах позволяют терапевту и пациенту получать обратную связь в режиме реального времени, что значительно улучшает пользовательский опыт. Ремни этих костюмов обеспечивают защиту от раздражения кожи, достаточны для частого очищения и демонстрируют высокую прочность при длительном использовании.

Кроме того, многие больницы, реабилитационные клиники и центры по уходу за пожилыми людьми приобретают экзоскелеты для лучшего ведения пациентов и снижения нагрузки на лиц, осуществляющих уход. Рост числа программ реабилитации на дому является следствием того, что пациенты хотят, чтобы индивидуальные планы восстановления выполнялись в предпочитаемой ими спокойной, комфортной обстановке. Эти факторы, особенно требования к материалам экзокостюмов быть легкими, прочными и нетоксичными для кожи при длительном контакте, еще раз подтверждают позиции здравоохранения и реабилитации на рынке.

Что касается загородного ландшафта, ожидается, что рынок материалов для экзокостюмов в США будет демонстрировать среднегодовой темп роста 11,6% с 2025 по 2034 год. В 2024 году выручка отрасли США составила 59,8 млн долларов США.

В США спрос на материалы, связанные с экзоскелетами в системах реабилитации и здравоохранения, находится на рекордно высоком уровне. По мере старения населения растет частота нарушений подвижности, требующих восстановления, инсультов, ухода за пожилыми людьми, реабилитации с нарушениями опорно-двигательного аппарата и долгосрочного восстановительного ухода. Более мягкие формы экзокостюмов в настоящее время часто используются в передовой физиотерапии для содействия восстановлению движений и силы у пациентов. Эти экзоскелеты улучшают мышечную функцию, снижают утомляемость и обеспечивают лучшие результаты. Кроме того, с ослаблением ограничений другие поставщики медицинских услуг приобретают передовые экзоскелетные системы для сокращения ручного труда, тем самым повышая спрос на мягкие экзоскелеты и композитные материалы.

Интеграция экзокостюмов в оборонные и промышленные приложения является еще одним важным применением, которое влияет на сектор. Экзокостюмы, например, повышают боевую выносливость солдата, улучшают грузоподъемность и снижают риск травм при длительных миссиях. Это стимулировало усилия Министерства обороны США по исследованиям и разработкам в области носимых устройств следующего поколения. Такие технологии увеличивают потребность в сложных интеллектуальных материалах, которые включают в себя высокопрочные полимеры, композиты на основе углеродного волокна и сплавы с памятью формы. В промышленности, особенно в строительстве, складском хозяйстве и логистике, экзокостюмы используются для предотвращения травм и эргономических нагрузок, что также стимулирует спрос на прочные материалы.

 Технологическое развитие и инновации в области инженерии и материаловедения также играют решающую роль в стимулировании спроса. Разработка отзывчивых и адаптивных экзокостюмов стала возможной благодаря использованию эластичных и дышащих тканей с датчиками. Контроль шага достигается за счет использования наноматериалов, проводящего текстиля и легких композитов, что обеспечивает больший комфорт пользователя и свободу движений. Кроме того, плотная сеть коммерческих исследовательских институтов и университетов, а также многочисленные стартапы в области биомеханики, робототехники и умных материалов активно разрабатывают инновационные решения, создавая высокий спрос на специализированные материалы для экзокостюмов.

Доля рынка материалов для экзокостюмов

В топ-5 компаний на рынке материалов для экзокостюмов входят Toray Industries, Teijin Limited, Hexcel Corporation, DuPont de Nemours и Toyobo. Чтобы получить конкурентное преимущество, производители выбирают различные стратегии, включая запуск новых продуктов, слияния и поглощения, расширение мощностей.

Компании рынка материалов для экзокостюмов

Торай Индастриз - Toray Industries расширяет технологии экзокостюмов для использования в робототехнике, механически увеличивая движение и обеспечивая универсальную мобильность в оборонных и промышленных условиях. Компания поставляет композиты, армированные волокном, для углеродных и арамидных композитов, которые встраиваются в мягкие структуры для легких скульптурных надстроек, что позволяет создавать системы физического усиления для инвалидных колясок с улучшенным приводом. Такие материалы должны обладать достаточной прочностью и при этом оставаться легкими по весу, чтобы их можно было использовать в качестве несущих конструкций в мобильных системах. Кроме того, материалы Toray используются в мягких роботах, которые используют гибкие опоры для улучшения контроля движений при выполнении нескольких задач поддержки опорно-двигательного аппарата.

Тейджин Лимитед- Тейджин Лимитед дополняет параарамидные волокна и термопластичные композиты в структуры экзокостюмов, где требуется исключительная прочность на разрыв и термостойкость. Компания активно продвигает вспомогательные системы с помощью защитных и предотвращающих порезы материалов, что позволяет использовать носимые технологии, жесткие условия окружающей среды и оборонные промышленные системы. Тейджин также объединяется с мобильными устройствами, исследователями и производителями и разрабатывает экзоскелетную одежду, которая интегрирована в одежду, обеспечивая механическую помощь и обеспечивая воздухопроницаемость для бесшовного контакта и взаимодействия без механических рамок между пользователями и машинами во время работы.

Корпорация Hexcel- Корпорация Hexcel использует свои композитные материалы из углеродного волокна и смолы при создании жестких и полужестких систем экзокостюмов. Материалы компании подбираются с учетом удельного соотношения жесткости к весу в носимых системах, предназначенных для военного и аэрокосмического применения, где конструкция и вес имеют решающее значение. Композитные решения Hexcel встраиваются в детали, которые подвергаются повторяющейся механической нагрузке, обеспечивая производительность в пассивных и моторизованных системах экзоскелетов. 

Дюпон де Немур- DuPont de Nemours предлагает компоненты экзокостюма с повышенной ударопрочностью, универсальностью и гибкостью, используя высокопроизводительные волокна DuPont из кевлара и номекса. Эти материалы используются в мягких экзокостюмах, предназначенных для промышленного применения и реагирования на чрезвычайные ситуации. Кроме того, DuPont работает над интеграцией защитного текстиля и сенсорных технологий для обнаружения движения и систем обратной связи в режиме реального времени.

Тоёбо-Toyobo предлагает полиэтиленовые волокна и эластичные ткани, используемые в мягких экзокостюмах и других носимых системах поддержки. Их высокая эластичность и прочность на разрыв позволяют двигаться в нескольких направлениях, обеспечивая при этом комфорт пользователя. Проводящие ткани, которые позволяют носимым устройствам передавать сигналы, также являются частью разработок Toyobo. Материалы компании используются в медицинских вспомогательных устройствах и костюмах для поддержки родов, особенно там, где они легкие, гибкие и безопасные для контакта с кожей.

Новости индустрии материалов для экзокостюмов

• В марте 2023 года HeroWear объявила о выпуске своего нового экзокостюма Apex 2. Компания заявила, что их флагманская модель, Apex, была итеративно построена в течение 3 лет на основе тестирования отзывов пользователей. Apex 2 призван снять напряжение мышц спины у сотрудников складов, строительства, сельского хозяйства и сельского хозяйства, которые часто занимаются подъемом грузов, а доставка доступна по всему миру с лета 2023 года.
  
• В январе 2024 года компания This Mehler Systems выпустила экзоскелет ExoM Up-Armoured Exoskeleton. Компания Mawashi Science & Technology совместно с GIGN работала над разработкой продукта совместно с Mehler Protection. Эта разнородная инновация сочетает в себе оптимизацию веса и баллистическую защиту для правоохранительных органов и военных операций.  Оперативные военные и сотрудники правоохранительных органов, которые привыкли к бремени высокобаллистического защитного снаряжения, теперь могут использовать экзоскелет ExoM. Эта технология снижает физическую нагрузку и сводит к минимуму травмы от  70% нагрузки, установленной на плече, которая может быть перенесена на землю в положении лежа, что помогает операторам сосредоточиться на задаче.
  
• В апреле 2025 года разработчик экзокостюмов Occupational HeroWear завершил раунд финансирования серии A, получив 5 миллионов долларов США от White Road Investments, которая будет взаимодействовать с основными корпоративными клиентами HeroWear через Engage для ускорения интеграции уровня вовлеченности. Engage планирует работать с HeroWear, чтобы оговорить рекомендации по управлению расходами. HeroWear указала, что деньги будут потрачены на набор персонала и разработку продукта для поддержания сервиса и обучения клиентов экзоскелета Apex II, который в данном случае сопряжен с механизированным экзоскелетом.
  
• В ноябре 2019 года INNOPHYS CO., LTD, японская компания по производству экзоскелетов, выпустила «Muscle Suit Every», экзоскелетный костюм, изготовленный из высокоэффективного материала BASF — ультрасреднего полиамида (PA). Благодаря превосходным механическим свойствам Ultramid от BASF, рабочие, использующие экзоскелетные костюмы, могут наслаждаться улучшенными впечатлениями без ущерба для безопасности.
  

Отчет об исследовании рынка материалов для экзокостюмов включает в себя углубленное освещение отрасли с оценками и прогнозами с точки зрения выручки (млн долларов США) и объема (тонн) с 2021 по 2034 год для следующих сегментов:

Рынок, По типу материала

• Композиты на основе углеродного волокна
  • Полимеры, армированные углеродным волокном (CFRP)
  • Композиты на основе углеродных нанотрубок (УНТ)
  • Углерод-углеродные композиты
• Высокоэффективные полимеры
  • Полиэтилен (ПЭ)
  • Поликарбонат (ПК)
  • Полисульфон (ПГУ)
  • Полифениленсульфид (PPS)
  • Полиэфирэфиркетон (ПЭЭК)
  • Другие высокоэффективные полимеры
• Современный текстиль и волокна
  • Арамидные волокна
  • Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ)
  • Волокна полибензоксазола (ПБО)
  • Технический текстиль и функциональные ткани
• Металлы и сплавы
  • Алюминиевые сплавы
  • Титановые сплавы
  • Магниевые сплавы
  • Сплавы с памятью формы
  • Другие металлы и сплавы
• Умные и адаптивные материалы
  • Электроактивные полимеры
  • Пьезоэлектрические материалы
  • Магнитореологические жидкости
  • Другие умные материалы
• Гибридные и композитные системы
  • Полимерно-металлические гибриды
  • Композиты, армированные текстилем
  • Системы из нескольких материалов

Рынок, по типу экзокостюма

• Жесткие экзокостюмы
• Мягкие экзокостюмы
• Гибридные экзокостюмы
• Пассивные экзокостюмы
• Активные/силовые экзокостюмы

Рынок, по компонентам

• Конструкционные элементы
  • Рамы и шасси
  • Соединения и соединители
  • Несущие элементы
• Приводные системы
  • Кабели и сухожилия
  • Пневматические компоненты
  • Гидравлические компоненты
  • Искусственные мышцы
• Материалы интерфейса
  • Компоненты человеко-машинного интерфейса
  • Набивка и амортизация
  • Системы крепления
• Материалы для интеграции датчиков
  • Гибкие подложки для электроники
  • Проводящие материалы
  • Материалы для встраивания датчиков
• Материалы для хранения и управления энергией
  • Материалы корпуса аккумуляторной батареи
  • Материалы для терморегулирования
  • Материалы для сбора энергии

Рынок, по применению

• Здравоохранение и реабилитация
  • Помощь в передвижении
  • Реабилитационная терапия
  • Уход за пожилыми людьми
• Промышленность и строительство
  • Производственный
  • Строительство
  • Логистика и складирование
• Армия и оборона
  • Улучшение боя
  • Логистическое сопровождение
  • Медицинская эвакуация
• Спорт и фитнес
  • Повышение производительности
  • Профилактика травматизма
  • Тренировка и восстановление
• Аэрокосмическая и авиационная промышленность
  • Поддержка астронавтов
  • Операции по техническому обслуживанию
• Другие

Приведенная выше информация представлена по следующим регионам и странам:

• Северная Америка
  • США
  • Канада
• Европа
  • Германия
  • ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
  • Франция
  • Италия
  • Испания
  • Остальная Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Индия
  • Япония
  • Южная Корея
  • Австралия
  • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона 
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Аргентина
  • Мексика
  • Остальная часть Латинской Америки
• MEA
  • Саудовская Аравия
  • ОАЭ
  • Южная Африка
  • Остальной Ближний Восток и Африка