外骨骼是一种可穿戴设备，旨在通过提供外部结构和机械辅助来增强、支持或恢复身体运动。它们由穿戴在身体上的框架组成，通常包含传感器、执行器和控制系统，以与用户的运动进行交互。这些设备可以是被动的（依赖于弹簧或配重等机械部件），也可以是主动的（使用电机、液压或气动装置）。例如，医疗外骨骼帮助行动不便的人行走，而工业外骨骼则减轻了工人搬运重物时的压力。其核心思想是通过与用户的肌肉骨骼系统协同工作来转移负荷或增强力量。
外骨骼通过传感器检测用户预期的运动来工作，例如通过肌电图 (EMG) 传感器监测肌肉活动或惯性测量单元 (IMU) 跟踪肢体位置。控制系统处理这些数据以触发执行器（如电动机），从而在关节（例如膝盖、髋部）处产生力或扭矩。例如，当佩戴下半身外骨骼的用户开始站立时，传感器会检测到肌肉激活和关节角度，从而促使执行器协助伸展腿部。一些系统使用预编程的步态模式进行康复，而另一些系统则通过反馈回路实时调整。电源通常由电池提供，效率是平衡性能和重量的关键设计考虑因素。
开发外骨骼的开发者面临着诸如确保低延迟响应、最小化设备重量以及优化能耗等挑战。软件起着关键作用：控制算法必须准确地解释传感器数据，以避免与用户的自然运动不一致。例如，工厂外骨骼可能会在其手臂中使用扭矩传感器来检测工人何时抬起箱子，然后施加成比例的力以减少背部压力。生物力学兼容性也至关重要——外骨骼必须与人体关节运动学对齐以避免不适。诸如 ROS (机器人操作系统) 之类的开源平台有时用于原型化控制系统，从而允许开发者在硬件集成之前测试和改进驱动策略。