探秘跨世纪的动力外骨骼——5中国:外骨骼刚起步 希望与挑战并存

中国:外骨骼刚刚起步 希望与挑战并存

相信很多网友都会问,我国是否研制过动力外骨骼?答案是肯定的。2013年,由南京军区总医院博士后工作站研发的首部外骨骼装置正式亮相,被定义为“单兵负重辅助系统”,面向军用领域、专注于压缩负重,并能够快速同步穿戴者的动作。尽管它被认为是目前国内最完善的外骨骼装置,但其功能相对单一,且负重能力以及设计结构仍有待提升。

左为南京军区外骨骼,右为中科院外骨骼(图片来自Google)

此外,由中科院常州先进所设计研发的EXOP-1外骨骼系统已于2014年正式进入调试阶段。本体全部由航空铝打造的它配备了22个传感器、 6个驱动器和1个控制器,造价在30万元左右。相比于在南京亮相的军用外骨骼系统和国外先进的外骨骼装备,EXOP-1虽然同样能够减轻穿戴者的负重,但它的体积相对笨重,难以在短期内投入使用。 在国内,刚刚起步的动力外骨骼仍面临着未知的前景与诸多挑战,其中主要体现在续航和动力的不足上。那么放眼国际,这一高新科技产业是否面临着同样的局限呢?

动力外骨骼仍难以胜任高难动作(图片来自pinterest)

虽然动力外骨骼已活跃于世界科技舞台近百年的时间,且在近几十年内取得了很大进展,但回到现实中,还有很多问题仍待解决。在最基本的动作同步上,肌电信号采集的方法有很严格的外界环境限制:传感器会因汗液等细微因素的影响而受到干扰,使得外骨骼在进行动作的反馈时产生延迟,难以胜任高难度动作。

动力外骨骼会对人体造成压迫,导致血液不畅、肌肉变形(图片来自wired)

其次,受限于外骨骼捆绑式的穿戴方法,会对人体造成压迫,导致血液不畅、肌肉变形,并因此影响外骨骼的定位精度。此外,由于目前外骨骼装置的续航、重量、韧性、弹性以及坚固性都有待提升,因此,开发全新的材料和便携式能源成为了目前最难攻克的技术难题。

《使命召唤:高级战争》中的EXO系统非常理想化(图片来自gamegrep)

就现阶段来看,动力外骨骼最理想的状态莫过于在《使命召唤:高级战争》中,由军事帝国Atlas一手打造的EXO系统:EXO在保证了对力学的完美同步与增幅之余,还能通过各种喷气装置辅助士兵进行侧滑、二段跳等战术动作。

外骨骼的最终形态或许是《孤岛危机》中的纳米装甲(图片来自playstation)

然而,人类的想象没有终点。若干年后,我们或许会看到动力外骨骼将变成贴身衣物。具有高强度、轻量且耐磨等特性的它,能够被广泛应用于救火、抢险等与百姓息息相关的危急环境中。 纵使前方荆棘密布,但笔者依然希望从艺术中走出的动力外骨骼能够以更加“艺术”的形式存在于即将到来的“近未来”。

https://smartwear.zol.com.cn/511/5115920_all.html

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