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。
日本政府正在寻找新的方法来清理今年早些时候反应堆堆芯熔毁在福岛第一核电站造成的混乱。当立法者和官员研究新的能源政策选项,并计划在明年春天提出时,一家名为 Cyberdyne, Inc. 的公司主动提出帮助解决更紧迫的问题,即借助机器人外骨骼清除反应堆内外放射性碎片。
山海嘉之,日本筑波大学系统与信息工程学教授,早在 1997 年就构思了 Cyberdyne 公司时尚的白色混合助力肢体(HAL)外骨骼,旨在增强人体自身的力量或完成患病(或缺失)肢体的工作。现在,他正提议将他公司类似钢铁侠的套装提供给福岛的清理工人。他们将在钨制防辐射服下穿戴外骨骼,这些防辐射服重达 15 公斤——相比之下,大多数人只穿一到两公斤的日常服装。他们的想法是,这些套装可以支撑高达 60 公斤的防护材料,从而使工人能够轮班时间更长,更快地清理现场。
外骨骼使用连接在穿戴者皮肤上的传感器来检测发送到肌肉的脑信号。外骨骼的计算机会分析这些信号,以确定它必须如何移动(以及用多大的力)来辅助穿戴者。目前,这款电池供电的套装在其锂离子 100 伏交流电池充满电的情况下可以运行约一个半小时。
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Cyberdyne 公司(电影爱好者会认出这是在《终结者》电影中建造了命运多舛的“天网”的公司名称)于 2005 年首次展示了 HAL。到 2008 年 4 月,该公司已经创建了一个 1.6 米高的外骨骼原型。2009 年,Cyberdyne 公司开始为残疾人士大规模生产这些套装——售价在 14,000 美元到 19,000 美元之间。据《东京时报》报道,这些套装现在已在日本各地 100 多家医院和福利中心使用。
除了帮助残疾人士和支持防护服外,外骨骼还在被设计用于使士兵更强壮、更持久。雷神公司的第二代外骨骼——XOS 2——是一个 95 公斤的支撑系统,使穿戴者能够每只手臂毫不费力地举起约 23 公斤的重物。该公司预计其外骨骼将于 2015 年提供给军队使用。这些套装很可能通过电缆连接供电,随后三到五年内将推出无线版本。洛克希德·马丁公司的人体通用负重器(HULC)是一款下半身、电动液压驱动的外骨骼,旨在举起和搬运重物。“举重辅助”装置安装在 HULC 外骨骼的背部,使穿戴者能够举起高达约 70 公斤的重物。
图片由 yomiDr. 提供