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穿上它,人人都是钢铁侠!最大承重682公斤,说举就举

2022-03-09 17:34
来源:澎湃新闻·澎湃号·政务
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2022年北京冬季残奥会,火的不止IP雪容融。

5天前,就在火炬传递现场,两位“机械装”出街的火炬传递手吸睛不断——因为她们“握”住火炬的,不是别的,而是造型酷炫的机械手和机械配件。为了让这身装备和自己的动作完美融合,在进行火炬传递前,她们还接受了5~9个月的配适训练。

她们身上“穿戴”的,就是近几年大火的机械外骨骼。

这种由钢铁框架构成的可穿戴机器装置,不但能大大增强人体技能,还具有良好的防护性,必要时能对人体起到保护作用。

换句话说,有了它,成为超能力的“钢铁侠”,人人都可以!

成为“钢铁侠”

提起“钢铁侠”,很多人脑海中最先反映出的形象,是美国漫威漫画公司旗下的超级英雄——托尼·史塔克。那个穿戴一身智能机械战甲、帅气又多金的超级英雄,从诞生起,就收获了一众粉丝。

钢铁侠的形象,初次登场于1963年3月的《悬疑故事》第39期。

而与之相关的机械外骨骼研究,正起于20世纪60年代。

当时,美国国防部、通用电气和美国康奈尔大学共同发起了一项“Hardiman”计划。他们打造出了一款机械外骨骼原型机,用来帮军人搬抬重物。这种原型机可以把人的力量放大25倍,穿着它搬举110公斤的重物,容易得就像拎起一袋苹果。

Hardiman 原型机

不过,这款力大无穷装置却只停留在了原型机阶段。

因为对于灵活度要求很高的军事环境来说,它实在是太笨重了。

Hardiman的举重极限约是682公斤,可它自身的重量就达到了680公斤。

由于Hardiman是一款全身外骨骼,所以金属关节的设计既繁琐、数量又多。据统计,光是金属关节,Hardiman全身就足足有28个。并且,想让这个庞然大物动起来,需要配置相应的液压和电力驱动系统,能量消耗大,也是一个很现实的问题。

最重要的是,Hardiman的行进速度实在是太慢了,每秒只能前进0.76米。要是真把它放在军用场景,别说搬运重物,能留下来多挡几颗子弹就不错了。

种种原因加在一起,看似了不起的Hardiman计划,也就暂时搁浅了。

当外骨骼转向医疗康复

Hardiman虽然搁浅,但机械外骨骼的概念却让人思路大开。

这里面,就有医疗康复领域——在军用场景或许不够灵活的机械外骨骼,对于那些因疾病、意外等种种原因行动不便的患者来说,却是通往正常生活的希望。

于是,一些科研机构开始把研究方向瞄准这些有需求的病人,帮助截瘫患者自由站立的机械外骨骼、利用电力驱动的假肢等等,很快就被研发出来。

穿戴下肢外骨骼的小患者

而进入医疗康复领域的机械外骨骼,在功能上明显更有针对性,整体造型也更轻量化。

这一点,从上图中穿戴着机械外骨骼的小患者身上就能看出来——针对下肢强化的机械外骨骼仅需要包裹、支撑患者的下肢部分,就能有效地帮助小患者行走起来。

而发展到现在的机械外骨骼,也不仅仅能起到支撑、协助的作用,它更像是一个非常完整的系统,既能传感、控制、驱动,有充当“大脑”的计算机,还有模拟人体骨骼的机械结构和模拟人体肌肉的制动器。

不过,这种供能强大的机械外骨骼,造价也不低。像Cyberdyne公司生产的HAL-5,价格约在 2 万美元,而Ekso公司生产的类似设备,价格则超过10万美元。

生产成本高、整体造价高、适应性训练时间长等等,仍是研发人员和很多患者必须要面对的现实。

毕竟,不是每个人都能像影视作品中的史塔克那样,一出生就含着金汤匙,可以眼睛都不眨就给自己配一套功能最强的“钢铁战衣”。对于那些处在病痛中的人来说,他们的梦想,只是想做一个能自由活动的普通人。

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