《流浪地球》中的外骨骼动力装甲真的存在吗？

游戏中的外骨骼动力机甲

在科幻电影中看到“黑科技”的镜头已经不是一件稀奇的事了，科技的进步，让许多科幻作家笔下的未来世界逐渐成为现实，在《流浪地球》这部开年科幻片里，我们看到了非常多的黑科技运用到电影中，其中有一些技术已经融入我们的日常生活中，还有一些仍然处于概念阶段，或制造出的成品和电影中出现的差距非常之大，今天我们就来说说在电影中那套出镜率极高的外骨骼动力装甲。

电影的开头我们看到户口用自己改造的机械手臂和印制假通行证的不法分子，打斗的场景，接下来徒手掰铁门救出能说十几种方言的“中国心”，救援队在失去运载卡车的情况，依靠这套动力机甲徒步运送“火石”，在途中，被困在一幢大楼中，其中的一名队员依靠这套动力机甲提升的能力，救下韩子昂。

另一位队员运用其装备的M134米尼岗转轮机枪，给小队打开了逃离大楼的出口，单兵外骨骼，让这样的情节成为可能，也让机枪兵随身装载加特林破冰变得合理。要知道，很多电影中的手提加特林横扫一切是很不现实的。这种每分钟射速达数千发的六管机枪光是弹药就不方便携带，更不用说它本身的重量和射击时的后坐力。

外骨骼是什么？

外骨骼的构想是受到甲壳虫的启发，单兵外骨骼机器人是一种由钢铁的框架构成并且可让人穿上的机器装置，也被称作强化服、动力服、动力装甲等，该装备主要通过穿在体外、拥有骨骼模样的机械装置为人体增添量，实现人体体力、防护能力和对复杂环境适应能力的提升。

最简单的解释，就是普通人穿上它也可以拥有高机动性和强大的力量，这样的提升可以说在未来外骨骼有着无限的开放潜力。

世界上第一套外骨骼装甲在1960年由美国通用电气公司研制而成，名为哈迪曼。它通过液压和电力驱动，能使穿戴者的力量增加25倍，提起110公斤重量的物体就像提起4.5公斤那么轻松。但0.76米/秒的缓慢移动速度限制了这一装备的实用性。受困于当时的传动系统发展不完善使得外骨骼行动缓慢，根本不具备任何使用价值。

《流浪地球》中的外骨骼装甲

军用领域

由于外骨骼具有提高人体极限的能力，最早也是被美国军方所看重。直至2001年，一项旨在提高地面士兵作战能力的人类外骨骼性能增强项目被公布，外骨骼机器人概念由此被提出，其军事用途也被持续挖掘。

随后在2010年由美国洛克希德·马丁公司（以下称洛马）和雷神公司，相继开发出人类通用负重载体和XOS的第一代单兵外骨骼装甲产品。

这两种外骨骼装置均能不同程度上增强士兵的力量，机动性甚至增强了耐力，使其获得更快的奔跑速度、更高的跳跃高度和更强的负重能力。洛马公司在第一代产品推出后又着力研发出了HULC下肢动力外骨骼，在使用者的髋关节和膝关节提供动力辅助，并以传感器感应使用者的动作，通过机载微型计算机使机器作出与穿戴者同步的动作。

其模块化的组件也允许穿戴者轻松地换装和穿卸。当穿戴者以每小时4公里的速度在平地上行走时，HULC的续航能力为20公里。最大冲刺速度则为16公里/小时。

XOS及其第二代产品XOS2则是覆盖全身的外骨骼装置，允许穿戴者以17：1的比例搬运重物，即士兵搬运170公斤的物品时，就像在搬运10公斤那么轻松。它由液压发动机提供动力，由各种传感器感知穿戴者的动作和发力的位置。

除了美国，中国、俄罗斯、英国、日本等国也在发展各自的军用外骨骼机器人项目。

中国兵器集团所研制的外骨骼系统，于2015年7月在中国军民融合技术装备博览会上首次亮相，该单兵外骨骼系统公开的技术指标为：额定负重，35千克；额定搬运，50千克。在额定负重下单兵平均步速4.5千米/小时，可连续行走约20千米。

俄罗斯已研发出“勇士-21”可穿戴式外骨骼。其装备由背包式外架、金属腿及相应动力设备组成，使用液压传动系统和箱式微型空速传感仪，满负荷行进速度达到每小时16千米。

同时，俄罗斯还在研发第三代“勇士-3”主动外骨骼系统。这是一款未来单兵作战系统，固定在战士腰部，能实现单手发射机枪，且准确率极高。系统外层材质是钛金属，内层采用轻质碳纤维材料。钢盔可根据周边环境自动变色。

美军装备的外骨骼设备

民用领域

除了军用领域外骨骼机器人还可以帮助我们来完成更多的任务。比如在建筑工程方面，施工人员可以搬运更多的原材料，医疗领域，外骨骼可以帮助已经失去行动能力的人实现行走能力，其实我们不难发现外骨骼机器人在民用领域的应用在最近几年得到了快速的发展。

日本的医疗康复外骨骼机器人公司Cyberdyne研发的外骨骼设备HAL曾在福岛核泄漏中装备在现场抢险人员身上，帮助他们减轻负重。设备内部还加装空调，防止抢险人员在反应堆内受热中暑。

中国的外骨骼产品则在经历着由军用逐渐拓展到民用的过程。随着人口老龄化趋势的加快，中国将会面对劳动力的瓶颈。外骨骼机器人被认为是应对这一问题的一个良方。因此，也有一个说法称，解决医疗和工业生产效率的外骨骼设备将成为中日两大经济体未来技术竞争的新领域。

当然目前在国内外骨骼机器人主要在医疗领域用作于康复治疗。其可以用于辅助残疾人、老年人以及上肢、下肢无力患者、瘫痪病人等。有了外骨骼机器人，四肢瘫痪的病人都有可能重新站立起来自主行走。

以往需要几个康复治疗专家的病人，只需要一个康复治疗专家就可以进行康复训练，这将大幅减少对康复治疗师的需求。

用于康复治疗的外骨骼

外骨骼的动力系统

除了实用性，动力也是制约外骨骼设备的关键。洛马的HULC外骨骼动力机甲配备锂电池作为动力来源，在标准工作模式中该系统的工作时间也只有2小时，满负荷工作1小时就可以将设备的电量用光。

我们来设想一下，如果使用其他动力，比如内燃机，这将会使得外骨骼的体积变得大，甚至不方便完成作业项目。

如果我们将动力源外置，就像《新世纪福音战士》那种链接一个充电插头，虽然能保证外骨骼设备动力的持续供应，但其活动范围将受到严重的限制，这样就会大大局限其使用场景。

要想外骨骼机器人真的实现像科幻电影中那样，想去哪里就去哪里，负载更重的物资，目前也只有等电池技术打破现在的瓶颈，对于电池充电，续航时间，这个在电动汽车领域老生常谈的问题，如今也局限了外骨骼机器人的发展空间。

我们到底需要动力机甲的高续航，还是充电速度快呢？这个还是要看外骨骼未来在那些领域去使用了，比如建筑工地和消防施救，这样的情况就非常需要高续航的动力装甲，帮助失去丧失行动力能力的人来说就比较需要外骨骼的充电速度。

福特公司给员工配备外骨骼手臂

外骨骼未来发展预期

其实，不止是《流浪地球》，这一步电影给我们描述了外骨骼是如何工作的， 早在2014年的科幻游戏《使命召唤11·高级战争》和15年发布的《使命召唤12·黑色行动3》中，就出现了外骨骼动力机甲，玩家操控其游戏主人公，在外骨骼的帮助下，完成一个又一个看似不可能完成的任务，其强大的火力堪比一辆轻型步兵战车。

要说到外骨骼装甲的巅峰之作，莫过于钢铁侠的钢铁战衣。它采用微型核聚变电池，续航那是没得说，至于充电这个问题，我们就不去考虑它了，除了提供超强的机动性和超音速飞行，甚至可以实现机甲内的简单医疗，远程操控公司和家的任何物体。

钢铁侠的动力机甲

相信，在动力电池和其他能源技术获得新的突破后，外骨骼设备最大的制约因素将会消失，而这一技术的潜能将进一步得到优化，续航、可靠性、人机融合等问题将会随之解决，在那以后外骨骼技术不只有在游戏和影视剧中出现了，而是真的来到我们生活中，帮助我们完成更多的工作任务。（本文首发钛媒体，作者/Seb祺，编辑/项欧）

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