穿上仿生外骨骼 科幻也许没有那么远
科技

穿上仿生外骨骼 科幻也许没有那么远

看《钢铁侠》和《复仇联盟》系列电影时,除了精彩的战斗剧情,吸引无数人目光的就是钢铁侠那一代更比一代强的酷炫机甲。这些机甲其实是一种机械外骨骼,将人的智能与外部机械动力装置结合在一起,从而给人提供额外的动力或能力,实现增强人体机能的目的。

不止是超级英雄,在许多科幻片也都有类似的装置,比如《明日边缘》和《流浪地球》,虽然这些是科幻电影中的设定,但和钢铁侠的机甲比起来,这类设计其实更贴近现实中外骨骼的发展方向。

左:《钢铁侠》 中:《明日边缘》 右:《流浪地球》,图片来自:豆瓣

德国一家仿生学公司 German Bionics 不久前推出了新一代仿生外骨骼——第五代 Cray X。工人使用这个装置时,有点像背着一个 7 公斤的背包。通过安装在臀部位置的制动器,可移动绑在大腿上的碳纤维连杆,就能让人在腿和背部得到支撑的情况下轻松抬起和搬运约 30 公斤(66 磅)的重物,在行走或爬楼梯时也能提供支撑。

图片来自:German Bionics

这个仿生外骨骼可以在一分钟内进行穿脱,并且安装了可热插拔的 40V 电池系统,充电时间约为 30-40 分钟,将旧电池取出放在充电器上,换上新电池就可以继续使用,设备还通过了IP54 标准,防水防尘,因此它不仅能适应多种工作环境,在工作时间内并不需要脱下外骨骼。

图片来自:German Bionics

此外,新一代的 Cray X 仿生外骨骼有一个 Smart Safety Companion (SSC)系统,这个在后台运行的实时软件应用程序,会收集详细的遥测信息,比如正在提起的负载、人体工程学风险以及潜在的环境因素等,再借助机器学习算法分析这些数据,通过 OTA 软件显示给佩戴的工人。

不仅如此,这些数据还会传输到监管链上,管理人员也能够监控员工的工作情况。German Bionics 公司的物联网负责人 Norma Steller 表示, Cray X 可以看做是一种「预防性设备」,可以减轻常见的起重伤害,确保工人不会过度伸展或过度劳累。

图片来自:cnBeta

对于物流和货运这类需要搬运重物的行业来说,外骨骼无疑是一种能有效提升工作效率的装置。其实外骨骼最早是起源于军事领域的设备,目的是提高士兵的单兵作战能力。它可以集成武器装备、通信系统、生命维持系统等,提升了负载能力和移动速度,因此士兵的作战能力和战场生存能力都得到了显著提高。

图片来自:BusinessInsider

除了军事,外骨骼的另一主要应用领域是医疗康复。借助外骨骼,可以对病人进行康复训练,对于行动不便的老年人及残障人士,外骨骼可以辅助恢复行走能力,甚至帮助瘫痪在床的残障人士重新站立行走,生活质量也得到了提高。

图片来自:ChinaRobot

从仿生外骨骼 Cray X 能看出,工业也是外骨骼的一大应用领域。目前的主要作用是「抬、搬、坐」,为使用者提供保护,减轻重复性劳动可能给身体带来的损伤。

虽然目前的外骨骼并不能让我们变成超级英雄,但人与机器的结合,让我们的血肉之躯变得更强,生活工作更轻松。碍于成本和技术,目前外骨骼的应用其实并不算广泛,但科技一直在进步,外骨骼未来的更多可能性值得期待。