兵哥穿機(jī)械外骨骼搬運(yùn)報(bào)廢武器工作更輕松 但無法行軍打仗

近日，在無錫聯(lián)勤保障中心某部的任務(wù)現(xiàn)場，保管員穿上單兵機(jī)械外骨骼系統(tǒng)搬運(yùn)報(bào)廢武器。這是機(jī)械外骨骼首次亮相報(bào)廢武器銷毀一線！有了全新裝備助力，不僅搬運(yùn)工作更輕松，而且大大降低了安全風(fēng)險(xiǎn)。

據(jù)悉，外骨骼機(jī)器人技術(shù)是融合傳感、控制、信息、融合、移動計(jì)算，為作為操作者的人提供一種可穿戴的機(jī)械機(jī)構(gòu)的綜合技術(shù)。本文簡要介紹了軍事領(lǐng)域外骨骼世界機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。是指套在人體外面的機(jī)器人，也稱“可穿戴的機(jī)器人”。

外骨骼機(jī)器人的研制是個超級任務(wù)，要想制造一種可在需要的時候及時提供幫助且永遠(yuǎn)不會妨礙士兵行動的自動機(jī)器人化裝置，替代他的手和足，承受95％的貨物背負(fù)任務(wù)，并與人體完全結(jié)合，不但要完成其愿望，還要經(jīng)常預(yù)判佩戴者的意圖，研制難度不可謂不大。主要問題是發(fā)動機(jī)，它必須功率強(qiáng)大，無噪音，因而又衍生出了動力源和燃料問題。

1960年，通用電氣公司研制了一種名為“哈迪曼1”的可佩戴單兵裝備，但只能替代人的一只手。麻省理工學(xué)院也從1978年就開始，從事外骨骼機(jī)器人項(xiàng)目的研究，但至今尚未研制成功。目前，在五角大樓“增強(qiáng)人體機(jī)能的外骨骼”計(jì)劃框架內(nèi)，在完全（包括腿和手）的、可幫助舉重若輕、健步如飛、可攜載更多彈藥和更重武器裝備的軍用外骨骼機(jī)器人研制方面，進(jìn)展比較緩慢，不過，單個外骨骼機(jī)器人組件方面的研究還是有所進(jìn)展。

美國SARCOS研究公司宣稱，公司已經(jīng)研制出了一種可佩戴的、能量自動化機(jī)器人（WEAR）的原型，但是，不知是商業(yè)炒作后的沉默，還是因?yàn)轫?xiàng)目已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性研制階段，需要保密，這一方案具體到什么時間能最終完成，現(xiàn)在并不未清楚。該公司曾承諾，要在2005年進(jìn)行EWAR工作樣品的完全展示。

不過，伯克利大學(xué)機(jī)器人和人體工程實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)的美軍“伯克利下肢末端外骨骼”（Berkeley LowerExtremityExoskeleton，BLEX）項(xiàng)目已經(jīng)成熟。這種裝置由背包式外架、金屬腿及相應(yīng)動力設(shè)備組成，使用背包中的液壓傳動系統(tǒng)和箱式微型空速傳感儀作為液壓泵的能量來源，以全面增強(qiáng)人體機(jī)能。這種外骨骼機(jī)器人能保障士兵在平面或斜面上行走，伯克利大學(xué)工程師表示，很快將教會BLEEX奔跑和跳躍。但是，BLEEX畢竟只是兩條可控制的機(jī)械腿，距離五角大樓要求的、由雙手和雙腳組成的完全的外骨骼機(jī)器人還有相當(dāng)?shù)木嚯x?？磥?，美國軍人在短期前景內(nèi)裝備完全的外骨骼機(jī)器人的可能性并不太大，或許，美國將求助于在各種機(jī)器人研制方面經(jīng)驗(yàn)豐富的日本了。

日本筑波大學(xué)Cybernics實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家和工程師們，研制出了世界上第一種商業(yè)外骨骼機(jī)器人（HybridAssistiveLeg，HAL），準(zhǔn)確地說，是自動化機(jī)器人腿：“混合輔助腿”。這種裝置能幫助殘疾人以每小時4公里的速度行走，毫不費(fèi)力地爬樓梯，HAL機(jī)器腿的運(yùn)動完全由使用者通過自動控制器來控制，不需要任何操縱臺或外部控制設(shè)備。HAL由背囊、內(nèi)裝計(jì)算機(jī)和電池的一組感應(yīng)控制設(shè)備、4個電傳裝置（對應(yīng)分布在髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)兩側(cè)）組成。這種幫助人行走的外骨骼動力輔助系統(tǒng)，配備較多的傳感器，如角辨向器、肌電傳感器、地面?zhèn)鞲衅鞯?，所有動力?qū)動、測量系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)、無線網(wǎng)絡(luò)和動力供應(yīng)設(shè)備都裝在背包中，電池掛在腰部，是一個可佩戴的混合控制系統(tǒng)，根據(jù)生理反饋和前饋原理研制的動力輔助控制器可以調(diào)整人的姿態(tài)，使其感到舒適。

日本科學(xué)家為研制這種外骨骼機(jī)器人，綜合運(yùn)用了各種科學(xué)技術(shù)，如控制論、機(jī)械電子學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、信息學(xué)、電子學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)等。

除HAL“混合輔助腿”外，日本還研制成功了一種全身性外骨骼機(jī)器人。神奈川理工學(xué)院研制的“動力輔助服”（PowerAssistSuit）可使人的力量增加0．5－1倍，使用肌肉壓力傳感器分析佩戴者的運(yùn)動狀況，通過復(fù)雜的氣壓傳動裝置增加人的力量。事實(shí)上，這種裝置最初是為護(hù)士研制的，用來幫助她們照料體重較大或根本無法行走的病人。

看來，在外骨骼機(jī)器人研制方面，民用項(xiàng)目走在了軍用項(xiàng)目的前面。盡管至今尚未見到有士兵佩戴機(jī)械腿行走，但軍用外骨骼機(jī)器人正在逐漸成為現(xiàn)實(shí)，當(dāng)然，由于一些技術(shù)參數(shù)，如工作延續(xù)性、尺寸、重量、反應(yīng)速度等，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到“萬能士兵”的要求，要想使外骨骼機(jī)器人真正用于行軍打仗還需要一定時間的等待。
責(zé)任編輯：PSY