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穿上它,人人都是鋼鐵俠!最大承重682公斤,說舉就舉
2022年北京冬季殘奧會,火的不止IP雪容融。
5天前,就在火炬傳遞現場,兩位“機械裝”出街的火炬傳遞手吸睛不斷——因為她們“握”住火炬的,不是別的,而是造型酷炫的機械手和機械配件。為了讓這身裝備和自己的動作完美融合,在進行火炬傳遞前,她們還接受了5~9個月的配適訓練。

她們身上“穿戴”的,就是近幾年大火的機械外骨骼。
這種由鋼鐵框架構成的可穿戴機器裝置,不但能大大增強人體技能,還具有良好的防護性,必要時能對人體起到保護作用。
換句話說,有了它,成為超能力的“鋼鐵俠”,人人都可以!
成為“鋼鐵俠”
提起“鋼鐵俠”,很多人腦海中最先反映出的形象,是美國漫威漫畫公司旗下的超級英雄——托尼·史塔克。那個穿戴一身智能機械戰甲、帥氣又多金的超級英雄,從誕生起,就收獲了一眾粉絲。

鋼鐵俠的形象,初次登場于1963年3月的《懸疑故事》第39期。
而與之相關的機械外骨骼研究,正起于20世紀60年代。
當時,美國國防部、通用電氣和美國康奈爾大學共同發起了一項“Hardiman”計劃。他們打造出了一款機械外骨骼原型機,用來幫軍人搬抬重物。這種原型機可以把人的力量放大25倍,穿著它搬舉110公斤的重物,容易得就像拎起一袋蘋果。

Hardiman 原型機
不過,這款力大無窮裝置卻只停留在了原型機階段。
因為對于靈活度要求很高的軍事環境來說,它實在是太笨重了。
Hardiman的舉重極限約是682公斤,可它自身的重量就達到了680公斤。
由于Hardiman是一款全身外骨骼,所以金屬關節的設計既繁瑣、數量又多。據統計,光是金屬關節,Hardiman全身就足足有28個。并且,想讓這個龐然大物動起來,需要配置相應的液壓和電力驅動系統,能量消耗大,也是一個很現實的問題。
最重要的是,Hardiman的行進速度實在是太慢了,每秒只能前進0.76米。要是真把它放在軍用場景,別說搬運重物,能留下來多擋幾顆子彈就不錯了。
種種原因加在一起,看似了不起的Hardiman計劃,也就暫時擱淺了。
當外骨骼轉向醫療康復
Hardiman雖然擱淺,但機械外骨骼的概念卻讓人思路大開。
這里面,就有醫療康復領域——在軍用場景或許不夠靈活的機械外骨骼,對于那些因疾病、意外等種種原因行動不便的患者來說,卻是通往正常生活的希望。
于是,一些科研機構開始把研究方向瞄準這些有需求的病人,幫助截癱患者自由站立的機械外骨骼、利用電力驅動的假肢等等,很快就被研發出來。

穿戴下肢外骨骼的小患者
而進入醫療康復領域的機械外骨骼,在功能上明顯更有針對性,整體造型也更輕量化。
這一點,從上圖中穿戴著機械外骨骼的小患者身上就能看出來——針對下肢強化的機械外骨骼僅需要包裹、支撐患者的下肢部分,就能有效地幫助小患者行走起來。
而發展到現在的機械外骨骼,也不僅僅能起到支撐、協助的作用,它更像是一個非常完整的系統,既能傳感、控制、驅動,有充當“大腦”的計算機,還有模擬人體骨骼的機械結構和模擬人體肌肉的制動器。

不過,這種供能強大的機械外骨骼,造價也不低。像Cyberdyne公司生產的HAL-5,價格約在 2 萬美元,而Ekso公司生產的類似設備,價格則超過10萬美元。
生產成本高、整體造價高、適應性訓練時間長等等,仍是研發人員和很多患者必須要面對的現實。
畢竟,不是每個人都能像影視作品中的史塔克那樣,一出生就含著金湯匙,可以眼睛都不眨就給自己配一套功能最強的“鋼鐵戰衣”。對于那些處在病痛中的人來說,他們的夢想,只是想做一個能自由活動的普通人。
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