外骨骼:科幻片里的黑科技如何走入寻常百姓家?

外骨骼是什么?

外骨骼:科幻片里的黑科技如何走入寻常百姓家?

外骨骼在军事领域的应用和发展

DARPA(美国国防部先进制造局)推动了外骨骼机器人的进步。洛克希德马丁公司、美国雷神公司都曾为美军制造外骨骼。外骨骼机器人在军事领域主要用于突破人体力量、速度等方面的身体极限,解决长期以来限制步兵作战效能的因素,如弹药携带能力及全速行进持久等问题。

在作战方面,外骨骼可以:

1)增强单兵打击能力:士兵能携带更多火力强大的武器装备;

2)提高防护能力:在外骨骼机器人上加装适合单兵的复合材料装甲,将单兵防护提高到新水平;

3)提高机动能力:士兵通常要携带很重的军需品,很难快速行进,在外骨骼机器人支持下,负重后机动力将大大增强;

4)提高战场感知能力:外骨骼机器人可以加装传感器,以加强士兵的战场态势感知能力;还可以加装卫星通信和定位装置,让士兵成为网络通信节点,指挥部可以清楚知道每个士兵的位置。

未来士兵佩戴外骨骼机器人后,将成为超级士兵,拥有更强的力量,可携载更多武器装备,火力增强、防护水平提高,同时可以克服障碍、高速前进、不产生疲劳感。

在未来复杂的实际战场上,机械外骨骼装备先进的GPS 导航系统、夜视系统、复杂环境分析系统以及活体甄别功能,可自动将受伤的战士及时送回后勤救护区域进行救治。

关于军事后勤方面,在战争爆发的紧急状况下,机械外骨骼机器人将对后勤补给起到很大作用,在后勤工作如安装炮弹等体力工作中可以得到广泛应用。

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外骨骼的产业机会

在产业方面,外骨骼是典型军用转民用产品。

除去军用,民用领域也用到外骨骼,其中最重要的两个领域是工业和医疗。

1.工业领域:

松下生产出可以使人减轻繁重劳动负担的外骨骼,能帮助员工提起更重的物体。

瑞士Noonee公司生产了一款随身椅(液压椅子):在工人腿部设计了一个金属支架,从而让长期站立的人有机会坐下休息一会。这款产品已经被奥迪公司用到了自己的生产线上。

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2.医疗和康复领域,主要有四款突出产品:

1)HAL机器人:由日本Cyberdyne公司生产。可以用在下肢还残存一定能力,但是不足以支撑肢体的小儿麻痹症病人和老年人。它的特点是外骨骼里有感受器,能够感受肢体动作,然后做出相应动作。

2)Rewalk:以色列生产。它是最早美国上市的外骨骼,它有简单的金属支撑,并不含脑机接口,而是一个外骨骼系统。

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3)Exso Bionics:由美国加州大学伯克利分校支持生产。和Rewalk一样,只有简单的金属支撑,想要独立站立或行走,还有一定困难,尤其平行性不好把握,需要用手杖,适合军用。

4)Rex:这是四个外骨骼里最重的,它本身就有很好的稳定性。可以完全自主操作,即使患者下肢完全没知觉,也可以像操作轮椅一样操作它,更适合医疗使用。


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