超體裝甲之動力外骨骼

機器人 美國隊長 大學 X戰警 去科技肩膀看世界的人 2017-05-07

超人所展示的力量是我們大家夢寐以求,擁有了這樣的超力之後我們就能做很多事,是啊!的確是這樣的,這就導致了全世界的科學家們有很多都在研製讓我們這些普通人也能超人的辦法,所以動力外骨骼也就應運而生了!超體裝甲之動力外骨骼

動力外骨骼

動力外骨骼,最初出現在科幻小說中的機械及電子設備,是一種能夠增強人體能力的可穿戴機器。它能夠幫助人們跑得更快、跳得更高、能夠攜帶更多更重的東西,並且幫助穿戴它的人在戰場、建築工地或者其它有危險的地方生存下來。這項技術已經有二十多年的歷史,但是出於技術原因,這些裝置現在還沒有廣泛應用,只在實驗室或者試驗場裡閃閃發亮。

除了軍方外,動力外骨骼在民用領域也大有可為。日本筑波大學的機械人專家三階吉行和他的同事們在2004年創建了一個叫做“Cyberdyne”的公司,開始把他們花了十年時間研製的動力外骨骼推向市場。這種動力外骨骼叫做HAL,是人體輔助義肢(Hybrid Assistive Limb)的縮寫,主要用於醫療領域,幫助殘障者行動和傷患復健,以及為護士們助力。現在已經有了上市的產品,當然,和軍用標準相距甚遠。超體裝甲之動力外骨骼

動力外骨骼的效果

現在,美國國防部研究計劃署(DARPA)投資五千萬美元為地面部隊開發外骨骼套裝。這種可穿戴的機器人系統可以使士兵能夠跑得更快、攜帶更重的武器以及跳過較大的障礙物。外骨骼在非軍事領域的應用潛力同樣十分巨大。2000年,DARPA徵求人體能力增強系統的建議書,很快將會簽約並開始外骨骼的開發。軍方機構稱,對這種新技術的測試至少要在十年之後才能進行,而要士兵能夠穿上這些身體加強系統參加戰鬥,則可以需要更長的時間。根據預測,這些外骨骼系統能夠提高士兵的力量和速度,而且還能通過內置的計算機輔助士兵在國外領土行軍。但是,這種系統仍存在一些問題,包括如何為這些機器提供能量,它們將如何響應人體動作等。

對於走路這件事情,大部分人都已經再適應不過,並且它還算是一種對人體危害小的運動方式,但仍然有那麼些場合,讓走路成為了一件需要藉助外力才能完成的事情--例如有行動障礙的中風患者,或需依靠走路執行任務的步兵。對此,來自卡內基梅隆大學和北卡羅來納大學的研究人員設計出了一種無動力外骨骼系統--exoboot。據悉,這種靴子能利用彈簧的力量將行走過程中所需的能量減少近7%。超體裝甲之動力外骨骼

《明日邊緣》的動力外骨骼

由於這套外骨骼系統採用的是碳纖維材料,所以它的重量非常輕,大概只有500g,跟普通鞋子的重量差不多。據瞭解,研究人員通過一個無動力離合器將彈簧安裝成跟人體阿基里斯腱平行的位置,這樣當穿戴者開始走動的時候,這款設備就能分擔小腿後肌群需要承受的負荷。

無論是《美國隊長》中的超級血清,還是《X戰警》中的基因變異,擅於想象的人類從未放棄對“超體”的渴望。隨著商業大片《明日邊緣》的上映和FPS超級大作《使命召喚:高級戰爭》的發行,“動力外骨骼”這一概念再次從科幻藝術中走出,併為我們上演了一幕幕充滿暴力美學的近未來戰爭。

不過,動力外骨骼真的源自影片與遊戲中所標榜的“近未來”嗎?今天,就讓我們共同瞭解三個國家對這項跨越世紀的黑科技的應用情況吧!

2007年美國軍火巨頭雷神公司收購了Sarcos,並於2010年研發出了XOS-2動力外骨骼系統。XOS-2重量輕了10%,能耗降低了50%。力增比達到了驚人的17:1。性能的全面增長使之深得美國軍方認可,並被《時代》雜誌列為2010年的50大發明之一。超體裝甲之動力外骨骼

中國所做的動力外骨骼

除了美國,在其他國家中我們也不難覓得動力外骨骼的身影。只不過由於特定的政治、信仰或技術原因,這些外骨骼的功能特點往往面向民用。隨著材料學、電氣工程等科技領域的不斷髮展,在1997年,一個來自日本、名為"Cyberdyne"的公司開始了對動力外骨骼裝置的全面研究。

相信很多讀者都會問,我國是否研製過動力外骨骼?答案是肯定的。2013年,由南京軍區總醫院博士後工作站研發的首部外骨骼裝置正式亮相,被定義為“單兵負重輔助系統”,面向軍用領域、專注於壓縮負重,並能夠快速同步穿戴者的動作。儘管它被認為是目前國內最完善的外骨骼裝置,但其功能相對單一,且負重能力以及設計結構仍有待提升。

而且現在也有國家開始上市這種外骨骼裝備了。超體裝甲之動力外骨骼

“Indego” 動力外骨骼機器人,殘疾人夢寐以求的東西

經過10多年的研發和針對1200名病人進行臨床試驗後,美國範德堡大學設計製造名為“Indego”的動力外骨骼機器人終於獲得美國食品藥品監督管理局(FDA)的上市批准。“Indego” 動力外骨骼機器人是一款可穿戴式新型輕量機器人。它不僅能幫助殘疾人恢復行走能力,還有望避免患者因長時間坐在輪椅上而生壓瘡,同時還可以鍛鍊肌肉強度、避免肌肉萎縮等。不過這東西也很貴啊,高達八萬美元啊!

不過,我想人類的想象沒有終點。若干年後,我們或許會看到動力外骨骼將變成貼身衣物。具有高強度、輕量且耐磨等特性的它,能夠被廣泛應用於救火、搶險等與百姓息息相關的危急環境中,讓我們成為真正的超人,無所畏懼!

最後,希望大家多多支持,多多點贊啊!

相關推薦

推薦中...