機械外骨骼，單兵作戰最強裝備，可單人抬起飛彈！

一個小小的機械裝置 就能讓人輕鬆抬起數百公斤的重物 甚至能讓原本癱瘓的人再次站起 它是未來戰場中重要的士兵輔助裝置 是大多數科幻電影裏的常駐武器 它就是最強人體外掛 機械外骨骼 喜歡本視頻的話 各位觀衆老爺們點個小小的贊 就是對我們最大的鼓勵 機械外骨骼又被稱爲動力外骨骼 是一種由鋼鐵爲材料來構成 並讓人穿戴的機械裝置 別稱強化服 動力服 動力裝甲 這個裝備可以爲人體提供 額外能量來供四肢運動 大致可以分爲上下肢外骨骼兩部分 兩者同等重要 通常也可以將兩者分開研究 而機械外骨骼中 主要包括了控制系統 能源系統 連接部分 動力輸出和執行部分 其中控制系統通過 安裝在各個部位的傳感器 獲得人體各項數據 中央處理器則負責處理各種傳感數據 從而計算調整機械外骨骼的姿態 動力輸出 以此與穿戴者共同完成一系列的動作 它的設計旨在提供被捕支撐 感知人體的運動 並向管理齒輪的電動機發送信號 依靠這套服裝 人類就可以成爲所謂的鐵人 輕鬆打破各項世界記錄 而現如今動力外骨骼更傾向於軍用 它除了能夠增強人體能力 這一基本功能外 還要具有良好的防護性 以及應對複雜環境的適應性 以及輔助火力 通信 偵察支持等軍用功能 機械外骨骼設計理念 就是用來保護穿戴者的 例如爲了保護士兵或者建築工 或者設計用來進行救援身處險境的人員等 廣泛一些的用途則是用來作爲 抑制與幫助老弱者行動 另外也可以用來進行救援行動 就像在一棟要倒塌的建築物裏 這個裝置可以提供給工人很大的力量 來舉起重物 同時保護工人不會被落下的碎石砸傷 而在科幻作品中 也有很多作品有着機械外骨骼的身影 例如《流浪地球》中的太空動力服 《星艦戰將》中的機械步兵的動力服 《鋼鐵俠》中的MK系列戰甲 浩劫殺陣系列 輻射系列等等等等 下面我們來了解一下機械外骨骼的發展史 最早的機械外骨骼是一種下肢外骨骼 該想法由尼古拉斯·亞恩在1890年提出 並申請了美國專利 該裝置可以通過置於腿後的弓形彈簧片 和氣囊式氣壓閥 增強人體步行 奔跑與跳躍的能力 通過弓形結構儲存和釋放能量以提高移動速度 巧妙的構思使其避開了功能困難的問題 但也直接限制了該外骨骼對運動機能的提升幅度 同時裝置的巨大笨拙 亦使其終究只能停留在專利文書中的設想 不過幾年前出現的彈力鞋 倒是在結構上與其有異曲同工之妙 迴歸正題 而隨後隨着蒸汽內燃動力體系的進一步發展 人們開始考慮將外接能源接入外骨骼系統 以爲其真正提供動力 1917年美國發明家萊斯利·凱利 提出了一部名爲PIDMODER的步動輔助裝置 由蒸汽驅動的它 奠定了現在動力外骨骼的研發基礎 但是由於在實際使用時 穿戴者必須揹負一臺小型蒸汽機 而PIDMODER的動力學結構設計較爲粗糙 難以隨人體運動完成複雜的結構變形 最終被無奈擱淺 而世界上第一套真正意義上的外骨骼裝甲Hardiman 則是由美國通用電氣公司和美國國防先進研究項目局 在1960年代聯合研發 它包含了30多個關節 通過液壓電力伺服系統驅動 能使穿戴者的力量增加25倍 提起110公斤重量的物體 就像提起4.5公斤那麼輕鬆 然而受困於當時尚未發展完善的傳動系統 該外骨骼運行速度異常緩慢 只能達到0.76米每秒 同時 重達680公斤的重量 也大大限制了這一裝備的實用性 更致命的是 在那個時代 人們對於外骨骼兩腳行走 所必須的雙足運動原理尚不清晰 所以 Hardiman當時未能實現在無協助情況下獨立行走 考慮到上述限制 最終 Hardiman項目被改進成爲一部機械手臂 但是還是因操作繁瑣複雜而未能得到廣泛應用 直到20世紀末期 計算機的出現爲世界上的科學研究注入了新動力 同時也給機械外骨骼的研究帶來了曙光 1971年到1972年 貝爾格萊德大學的科布拉托維奇等人 研製的Powered Exoskeleton 貝爾格萊德大學的團隊實行了輕量化的機構 同時提出了平衡算法 這在雙足機器人研發中被廣泛應用 此後更多的企業投入到外骨骼機械人的研發當中 在此期間 好萊塢製作的科幻電影中 也開始出現五花八門的單兵外骨骼 這讓觀衆們越發關注這種 能夠讓士兵戰鬥力翻倍的炫酷黑科技的同時 使得西方國家在軍工外骨骼方向的研發 愈發濃厚 隨着21世紀的到來 機械外骨骼即將迎來全新的突破 進入21世紀後 機械外骨骼的研發進度越發迅速 美國國防高級研究計劃局 在2000年啓動了增強人體體能外骨骼計劃 將外骨骼機器人的研究推向高潮 也正是在那一年 加州伯克利大學在DARPA的資助下 研製出了伯克利下肢外骨骼系統 即BLEEX BLEEX將射擊重心轉移到了腰間與腿部的支撐結構上 核心強化目標從肢體力量變成到穿戴者負重行動能力 BLEEX不僅能讓美軍輕鬆擔起90公斤的負重 同時還能穿越複雜的地形 同時BLEEX也是目前最長壽的動力外骨骼裝置之一 隨後不久 一家名爲SARKS的科研企業的產品 在2006年經過了DARPA方案的審覈 它就是近年來名聲大噪的XOS 之後該公司又在2010年研發出了XOS2動力外骨骼系統 相較上一代產品重量輕了10% 能耗降低50% 力量增幅卻達到了驚人的17倍 被《時代》雜誌列爲2010年的50大發明之一 在XOS系列問世的同時 深耕於航空航天技術的洛克希德·馬丁公司 首次涉足動力外骨骼領域 並且成功發佈了HULC系統 初代HULC在一次充滿電後 可以保證穿着者在無負重感的條件下 以4.8公里每小時的速度 揹負90千克重物 持續行進一小時 而短時間亦可以使穿戴者 以接近16公里每小時的衝刺速度集行 截至目前 較爲典型的外骨骼機器人 包括美國的第二代XOS全身外骨骼 人體負重外骨骼 超柔機械外骨骼 Soft-Axisuit外骨骼 BL11X外骨骼系統 英國矯正負重輔助裝置 法國大力神可穿戴外骨骼 意大利威頓第一代人體脊柱外骨骼等 與此同時 美國還在研究及生理監控 動力外骨骼 全裝甲防護和網絡數據聯通等 高科技與一體的實戰化單兵裝甲 TALOS 但在2019年 由於電源供應等原因 中導崩除 項目宣佈暫停 但是保留相關技術成果 那麼大家對此有什麼看法呢 歡迎在評論區留言 如果大家心中有比較經典的武器 也可以在評論區留言 好了今天的視頻就到這裏 想了解更多 記得點個關注 下期視頻咱們不見不散