外骨骼定义了新型战士 [视频]

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


从刀剑弓箭到火药的发明,再到飞机的出现,直至今日的激光制导无人机和炸弹拆除机器人,技术始终定义着战争的进行方式。美国军方现在希望未来十年将出现一种新型战士——更快、更强、更耐用的外骨骼赋能步兵。

这种“钢铁侠”于周一在雷神公司位于犹他州盐湖城的研究机构举行的Exoskeleton (XOS 2) 新型外骨骼演示中亮相。XOS 2 的设计更加强大,并使穿着外骨骼的士兵能够比其 XOS 1 前代产品更流畅地执行动作,XOS 1 于 2008 年 5 月首次亮相(当时正值首部钢铁侠电影上映前的宣传期)。


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95 公斤的 XOS 2 比其 88 公斤的前代产品强大约 40%——XOS-1 每只手臂可以举起约 16 公斤,而 XOS-2 可以举起约 23 公斤。

虽然 XOS 2 的设计旨在仅使用其前代产品一半的功率,但雷神公司希望最终开发出一种仅使用 XOS 1 20% 功率即可执行相同任务的版本。

降低功耗是使外骨骼对军方实用的关键。该系统由内燃机提供动力,其电气系统由将 XOS 2 拴在电源上的电线供电。雷神公司决定不使用电池,因为该公司的工程师不信任锂离子电池在靠近穿着外骨骼的人时的安全性。

发动机、系绳甚至电池都对外骨骼的活动范围构成潜在限制。(漫威漫画的钢铁侠在 1963 年首次出现时也遇到了活动范围问题。)为了增加 XOS 2 在野外停留的时间,雷神公司的工程师正在研究外骨骼的内燃机以及该设备的高压液压系统对功耗的影响。雷神公司不打算承担开发更好的内燃机的任务,因为已经有很多努力正在进行中,据该公司称。然而,该公司确实为其外骨骼的运动开发了自己的液压组件和控制策略,并将继续寻找优化高效使用高压液压油的方法。

当雷神公司的外骨骼首次可供军方使用时(计划于 2015 年),它们也可能通过电缆连接供电,随后三到五年将推出无线版本。预计外骨骼最初将用于帮助士兵携带更重的负载走得更远,无论是执行作战还是后勤行动。

外骨骼自 2000 年以来一直由雷神 Sarcos 的 Stephen Jacobsen 领导的团队开发。雷神公司周一发布了一段视频[见下文],视频中 XOS 2 测试工程师 Rex Jameson 轻松地折断木板、举起重物并做俯卧撑。

XOS 2 只是长期以来为军事、工业和医疗用途开发外骨骼的众多努力中的最新成果。2008 年,日本的 CYBERDYNE, Inc. 推出了一款 时尚的白色外骨骼,名为混合辅助肢体 (HAL),正在开发中,以增强人体自身的力量或完成患病(或缺失)肢体的工作。该公司(其名称取自终结者电影中创建了致命 天网的虚构公司)声称已与丹麦欧登塞大学医院康复中心签署协议,以 引入 HAL 进行临床试验

本田汽车公司和麻省理工学院 (M.I.T.) 媒体实验室生物机电一体化小组也在开发外骨骼技术。

图片和视频由雷神公司提供

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