军用外骨骼装甲爆红网络,现在的外骨骼究竟发展到什么程度了?

都说机甲是男人的浪漫,这话一点都没错。在最近一期的”电影最TOP”中,知名UP主发条张特意做了一期关于机甲的电影专题,看的极智觉得酣畅淋漓。在节目中,他如此定义:”机甲是人类器官的延伸,主要是为增强人的能力而存在,外骨骼衣能够远程遥控,机甲没有自由意志,这是它区别于机器人的地方。”

刚好一些目前我军采用的最新装备逐步曝光,也拉升了一波对军用”黑科技”的关注,其中一款外骨骼机器人尤其吸睛,一度成为了热门话题。那么,我们今天也来聊一聊外骨骼装甲,看看它目前发展到什么程度,未来又有哪些前景。

外骨骼机器人的诞生与坎坷发展

其实辅助外骨骼装置,在近200年前就开始有人设想过。1830年左右,有设计师曾经在插画中描绘过相关的想象;1890年,一名叫 Nicholas Yagn的俄罗斯发明家就曾设计过一个”用外置骨架配合压缩气囊来增强人类运动能力”的辅助行走装置,但是由于那个年代的技术限制,导致该设备并没起到多大作用,反倒增加了更大的负重。不过,这种尝试也为外骨骼机甲的发展迈出了重要一步。

随后的100年中,可以说人类在外骨骼装甲的领域也多次尝试过,但都未能形成产业化,主要的原因是因为外骨骼所涉及的几大领域”材料、机械结构、传感、动力传动、能源、控制”这几大部分发展并不均衡。所以导致在某些时间点也有过不错的概念产品出现,但却因为成本、体积、操控性等等问题而迟迟得不到普及。

但外骨骼机甲的好处是那么的显而易见,人类又怎能弃之不顾?人类虽然站在食物链的顶端,但脆弱的身体结构却成为了短板,如果能够通过外骨骼装甲大幅提升人体机能,有多少残疾人士可以重获行动的自由,产业线上的工人可以提升数倍的工作效率,又有多少前线的士兵可以提升单兵作战能力且降低伤亡?

21世纪进入第二个十年,利好消息便接踵而来,外骨骼机甲所涉及的几大领域均发展到了一定程度,终于可以将这种曾经更多存在在科幻作品中的神奇装置实现产业化生产。

外骨骼机甲迎来春天?不,暂时还只是冰河消融

其实我们都知道,军事工业是推动科技发展的重要力量,甚至说是核心力量也不为过。所以,我们现在使用的日常用品有不少的原型来源于军工产品,只不过成本下降到一定程度便可以进入民用领域。

在2010年的新闻中,我们可以看到美国雷神公司推出的第二代军用外骨骼系统,以现在的视角看,它还是有些笨重的,穿上这套机甲,士兵的能力将得到大幅提升,可以完成上千次俯卧撑,轻松举起200磅的物体,单手劈开三英寸的木板。

而时间到了2020年,前段时间曝光的我军的单兵外骨骼已经非常轻型化了,但仔细看资料,我军目前使用的机械外骨骼是无动力源类型的纯机械类机甲,最多只能减少负重体感30-50%,可外挂披挂装甲。当前的核心目的,还是在不影响技战术动作的前提下,尽量为士兵提供更多保护和更省力的操作,主要是应用在军用后勤领域,并非战斗型机甲。

至于《明日边缘》电影中阿汤哥所穿戴的那种战斗型机甲,Sarcos公司一直在迭代更新,2019年推出的电助力外骨骼已经非常接近于电影中的状态,但严格意义来说,它的本质更像是机器人而非机甲(参看文章开头的定义),此处就不展开讲述了。

另外,轻便型纯机械外骨骼和电动伺服外骨骼目前更多的运用在工业领域,比如汽车总装、家电大3C和物流领域如空港航运、物流运输,相对离普通人生活较远,毕竟不是每个人都有机会站上汽车生产线或者成为机场地服的装卸工人,此类外骨骼虽然起到了非常大的作用,但日常应用场景还是非常有限的。

虽然经过了100多年,我们终于有一些专业场景开始用到了机械外骨骼,但目前应用领域略窄,所以说外骨骼机甲是否真迎来了春天?极智个人认为,暂时还只是冰河消融,但是否可以繁花似锦,还需要看下面这一领域的应用前景,那就是——医疗器械。

医疗外骨骼,让每个人拥有行动的自由

以医疗领域来看,随着医疗需求的逐步增长,医用外骨骼康复机器人逐渐成为康复机器人研究的一个重要方向,外骨骼康复机器人是中风、脊髓损伤引起的运动障碍康复训练的重要技术手段和方法。根据美国市场调研机构WINTERGREEN RESEARCH的报告,康复机器人行业规模未来几年将实现高速增长,2021年有望达到32亿美元。

目前,我国的医疗康复外骨骼机器人行业发展迅速,包括大艾、迈步、尖叫科技、傅利叶智能等公司都是个中翘楚,目前已经从单纯的康复医疗逐渐过渡到脑机接口的开发。虽然市场尚在孵化期向爆发期酝酿,但一旦成本下降到一定程度,这一市场将会迅速引爆,对肢体残障人士和中风后遗症人群的家属来说,能够让患者陪着自己一起正常漫步,这是一个让人憧憬的场景。

现阶段,西安交大、帝国理工、墨尔本大学都有在做脑电方面的研究,而香港理工,则专注于经颅磁刺激和外骨骼机器人相结合的研究,这些都是目前世界上神经康复和机器人康复领域中非常前沿的方向。

总结:

外骨骼机甲目前已经走过了100多年的历史,从画师的手稿到实验室的产品再到军工领域的超级战士,最终它会成为真正造福于普罗大众的科技产品。我们相信,不需要再等待太久,这一市场将迎来属于自己的黄金时代。

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