如何打造一件钢铁战衣

人步行速度基本一致。现 在 ， 统通过在人体和外骨骼上的传
“生命服”已经发展到14号 ， 感器感应人的运动信息、力学
一 次 充 电 能 够 走 1.6千 米 、搬 信息和生理信息。计算机负责
运 92千克物品。
处 理 各 类 信 息 ，并通过预测和
目前，世界上各种生产或 感知算法感知人体姿态、运动
正在研制的外骨骼型号有15个 趋势和人与外骨骼之间的耦合
得 了 关 键 性 突 破 ，其实际应 用前景也已受到多方的关注。
设 计 了 一 种 叫 “生命服”的外 骨 骼 系 统 。蒙 蒂 曾 是 美 国 陆 军 游 骑 兵 特 种 部 队 的 士 兵 ，但他
外骨骼是什么
在 跳 伞 训 练 中 背 部 受 伤 。蒙蒂 在医院恢复过程中，从著名的
外骨骼 ，全称动力外骨骼 科 幻 小 说 《星河战队》中 “机 或动力服，由骨骼模样的框架 动士兵动力服”的概念获得灵
为 一 个 网 络 通 信 节 点 ，指挥部 可以清楚知道每个士兵目前所 在的位置。
美 国 的 “人 体 负 重 外 骨 骼” （ H U LC ) 是典型的单兵
邏
在其上加装适 合单兵的复合
材 料 装 甲 ，将 ① ^_______________ |
单兵防护提高
外 骨 骼 系 统 。该 项 目 由 洛 克 希 德 • 马 丁 公 司 （以 下 称 洛 马 公 司 ）研 制 ，它 是 一 种 模 仿 人体结构特点设计的外骨骼
戴 者 自 如 行 走 ，而且系统反应
速度极慢，穿上它每秒只能走 7 6 厘 米 ，只有平常人正常步速
生 大 约 3 0 亿 焦 耳 的 能 量 ，堪 称 发 动 机 中 的 神 器 。在现实
的一半，最终被改装成机械臂。 在经历了 2 0 世 纪 6 0 年代
的笨重之后，外骨骼 在1986年
世 界 中 ，与之类似的单兵外 后进入快速发展阶段。当时， 骨骼技术已经在2 1 世纪初取 一位名叫蒙蒂•里德的美国人
以上。除了美国以外，日本、 度 ，控制系统将这些参数转换
韩国 、欧洲也有很多企业和大 为控制参数，令能源系统驱动
学投入到外骨骼系统的研制。 执行机构动作，实现辅助作用。
尤其是人口老龄化和低生育率
世界各国研发单兵外骨
问题异常严重的日本，对外骨 骼 系 统 的 根 本 目 的 就 是 提 升
骼技术有着异乎寻常的兴趣。 单兵的战斗力。 一 是增强打击 速 行 进。外骨骼系统前后皆可 日本佐川电子在2013年 7 月曾 能力。士兵能携带更多、火力 负重，且可以提高士兵在水平
科技 /Science
看 过 好 莱 坞 电 影 《钢铁 侠》的观众一定对钢铁侠的 金 属 动 力 服 印 象 深 刻 。钢铁 侠战衣的动力核心是胸口的 钯 核 心 微 电 弧 反 应 堆 。这种 反应堆不但能够驱动动力服 在地面行动，而且可以驱动 钢铁侠脚底下的离子发动机 让 其 上 天 入 海 ，甚 至 在 手 中 凝 聚 成 离 子 炮 进 行 攻 击 。按 照 电 影 中 的 情 节 估 算 ，钢铁 侠动力服的反应堆每秒能产
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行 2 0 千 米 。穿戴人体负 重外 上 ，该装置也能降低人类的能 重 物 运 送 至 目 的 地 、在医疗
骨 骼 后 ，士兵能够完成爬行、 量消耗， “净代谢成本”只有 领 域 为 残 疾 患 者 提 供 帮 助 、
深 蹲 、行走和上半身提举重物 约9%〇
在建筑和后勤领域用于运送
组成，是可以让人穿上的机器。 感，随后开发出了这一系统。
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2001年 ， “生命服”1 号诞生。 含六大部件：仿形机械结构装
2005年 ， “生命服”12号创造 置 、智能感应装置、控制系统、
了外骨骼步行的世界纪录— 通信计算系统、执行机构和能
9 0 分 钟 走 完 5.4千 米 ，和正常 源系统。工作原理一般是：系
等 一 系 列 动 作 。人体负重外
法 国 的 “大 力 神 ” 也是 重物等。
骨骼配有先进的微型计算机， 一种先进的可穿戴式外骨骼Biblioteka 这个装备通过外置发动机、电
池或者液压系统为人体提供额
外 能 量 供 四 肢 运 动 ，以增强穿
戴者的力量和耐久力。
最早的外骨骼可以追溯到 19世 纪 末 。1890年 ，一位名
为尼古拉斯•亚根的俄罗斯人
发明了一种用压缩空气包作为 动力的类外骨骼系统。1917年 ，
美国发明家则开发了一种以蒸
汽为动力的外骨骼。
但真正意义上的外骨骼动 力 服 是 1960年通用电气公司 与 美 国 军 队 共 同 开 发 的 ，当时
命 名 为 “哈迪曼”。通过液压
和 电 机 驱 动 结 构 ，配合力觉反
馈 感 应 系 统 ，穿 戴 者 穿 着 这 套 装 备 举 起 150千克的物体就像
举起6 千克的物体一样轻松。
这 一 切 看 似 完 美 ，但整机重达 680千克的装备根本无法让穿
推出世界上第一台商用化外骨 更大的武器装备，可以大幅提 地面的行进速度并持续最大速
骼 动 力 服 ，价 格 约 合 9 0 万人 高单兵打击能力。由于大部分 度 ，这将大大提高单兵的机动
民 帀 ，全 球 限 量 5 台。
人 能 够 拿 起 和 携 带 的 重 量 有 能力。四是提局战场感知能力。
限 ，过重的单兵装备会把士兵 外骨骼系统可以加装传感器系
到一个新的水平。二•是提局机 装 置 ，采 用 电 池 供 电 和 液 压
动能力。普通人走路的时速为 驱 动 ，利 用 单 一 电 池 充 电 器
〜 10千 米 ，但是士兵通常 便能够使穿戴者背负约9 1 千
要携带很重的军需品，很难快 克 的 重 物 在 全 地 形 条 件 下 步
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压 垮 ， 因 此 ，借 助 外 骨 骼 系 统 ，以加强士兵的战场态势感 世界各国的超级钢铁侠外衣
统 ，士兵可以携带更多的装备 知能力；还可以加装卫星通信
一般的单兵外骨骼系统包 和给养，进而提高士兵的战斗 和定位装置，让每个士兵都成
①
“哈 迪 曼 ” 机 械 臂
②
曰本研制的民用外骨骼装备
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力。 —■是提局 防护能力。由 于外骨骼系统 的承载能力远 超 人 体 ，可以