嫦5返回现场惊现“钢铁侠”！我军以装备，外骨骼时代要来了？_风闻

又见外骨骼！

在这次“嫦娥五号”返回舱回收过程中，我们又看到两名搜索队员，在搬运外骨骼的帮助下，快速完成了夜间搜索定位任务，这是外骨骼系统首次参加航天探索活动，算是本次任务的一个小亮点。

▲ 搜索人员穿戴搬运外骨骼进行夜间回收作业演练

（图源：环球网）

这套外骨骼分上、下两个肢体模块，能为穿戴者提供臂力、腰肌和臀大肌助力，所搭载的智能步态分析算法会根据穿戴者的肢体动作，实时调节出与之相适应的助力数值，即可靠又智能。

▲ 研发的搬运外骨骼（图源：环球网）

其实外骨骼这个概念一直不温不火，它的原理和功能并不复杂，但始终没有进入大规模应用阶段，因此关注度并不高，很多人对它也是一知半解。

然而在这次“嫦娥五号”的回收工作中，外骨骼颇具未来和科技感的成功应用，似乎昭示着这项技术已经由概念演示走向成熟阶段。

要知道回收现场的气温低于零下30度，还有超过10厘米的积雪，光是走路就很费劲了，还要徒步将100多斤的设备从直升机上搬过去，可见外骨骼帮了大忙。

本期内容，小兵兵就和大家聊聊外骨骼的历史、现状、困境与前景，尤其是军事领域的相关应用，以及它将如何改变我们的生活。

历史小故事

你可能想象不到，最早的外骨骼概念诞生于1890年，俄罗斯工程师尼古拉斯·雅格设计出一种辅助步行装置，它由压缩气体和木制弹力骨架提供回弹助力，帮助穿戴者在行走时节省力气，加快速度。

▲ 辅助步行装置的专利申请文件

1917年，美国发明家莱斯利·凯利设计了“计步器”装置，它利用蒸汽驱动的仿生金属韧带提高穿戴者的奔跑速度。

▲ 计步器的专利申请文件

到1960年代，通用电器和美国陆军联合研制了“哈迪曼”动力外骨骼，它被设计为给穿戴者提供680公斤的额外负重能力，许多美国报纸将其称为“金属超人”。

可惜这个项目并不成功，因为当时的技术无法让穿戴者轻松操作巨大而笨重的机械臂，再加上迟钝的关节反应，“哈迪曼”每小时只能行进3.2公里，毫无实用性可言。

▲ 通用电气的工程师测试“哈迪曼”

机械臂宛如巨大的螯

但是俗话说得好，失败是成功的亲娘，这次笨拙而滑稽的大胆尝试，为日后外骨骼的基本定义画出了一个清晰的轮廓：具有可操作性与力量强化。

全球首个使用电能驱动外骨骼“Lifesuit”，由美国陆军游骑兵蒙蒂·里德发明，这老哥跳伞的时候不幸摔伤，住院康复期间受科幻小说《星河战队》启发，萌生了自己发明外骨骼的想法。

▲ Lifesuit使用电池供电

能让穿戴者举起92千克的重物

没错，就是那个满屏幕大虫子乱窜，血腥暴力大尺度但非常好看的《星河战队》。

▲ 《星河战队》是小说改编电影的教科书级范例

创造了非常经典的外星人形象

军事应用

对于军队来说，能同时提高士兵负重、力量和速度的装置简直不要太香，进入军用领域也是必然的。

美国国防高级研究计划局于2011年开始研发战斗型外骨骼系统，这个项目最终成为多家企业共同参与的长期性招标竞赛，小兵兵给大家列举几个比较有代表性的参赛设计。

雷神与萨科斯公司联合研发的XOS2，能长时间举起200磅（90千克）的重物，折断三英寸（7.6厘米）厚的木板↓

EKSO与洛马推出的“通用负载搬运器”（HULC），也可承载90千克重量，且不会给穿戴者带来压力，提供最高11公里/小时的移动速度，还配有空调系统和传感器↓

最受美军青睐的设计是洛马公司研发的Onyx“玛瑙”下肢助力系统，它能提高士兵在崎岖地形中的机动性，减轻身体疲劳与肌肉压力↓

在洛马拍摄的宣传片中，穿戴玛瑙的测试员人可以抱着沉重的155毫米炮弹轻松爬上30°斜坡，或背负40磅（18千克）装具快速登上7楼，效能十分明显。

另一个获奖设计是Dephy公司的Exo-boot脚踝支撑设备，其主要功能是在士兵穿戴外骨骼负重机动时保护踝关节，防止崴脚扭伤，可与洛马的Onyx助力系统组合使用↓

▲ 这东西……看起来好像很简陋

美国人那边玩的不亦乐乎，我兔也没当看客。

在去年陆军举办的“超能勇士-2019”单兵外骨骼系统挑战赛中，有近百支代表全国各科研机构、院校和企业的队伍，带着自己研制的外骨骼参赛。

比赛要求士兵穿戴外骨骼后，额外负重25公斤并行军5公里，限时完成穿越起伏路面、碎石地、翻越台阶、攀爬绳索等7个项目，最终在5分钟内完成总重375公斤的弹药搬运，以测试外骨骼提高负重能力、减轻体力负担与缓解疲劳的性能。

除了中美，俄罗斯、澳大利亚等国也积极投了相关研究，证明外骨骼的使用前景已经被广泛认可。

▲ 俄罗斯Rostec公司开发的外骨骼概念

遗憾的是，世界各国的单兵外骨骼系统还处在初步发展阶段，性能远达不到科幻电影《流浪地球》或《明日边缘》中的那样，集生存保障、力量强化、灵敏感知等功能于一身。

▲ 电影《明日边缘》中的战斗外骨骼

目前有几个典型的技术障碍。

1、传感器速度不够灵敏，操作者本身的动作与系统反馈存在一定延迟，士兵行动的幅度和速度比较受限。

▲ 澳大利亚陆军研发的DSTO外骨骼系统

2、动力持续性差，外骨骼要想达到理想中的强化效果，所需要的动力至少要和小型摩托车相当，可现阶段的电驱技术无法满足这一点。

相比内燃机，锂电池已经非常轻便、小巧，但对于单兵来说还是太重，而且易燃易爆，需要频繁充电，无法适应瞬息万变的战场环境。

3、让前线士兵普遍装备外骨骼将花费巨额预算，还会给后勤造成很大压力。

像头盔、战术背心、步枪这样的单兵装备都有标准尺寸，但外骨骼可能需要和衣服、靴子一样设定不同的尺码，生产、维护和前线调配都是麻烦，只能以降低功能性来换取生产简化。

美国特种作战司令部2013年开始研制的TALOS——战术突击服就是因为这些问题而下马，现阶段的动力方案显然不支持全身防弹装甲、盔显等复杂功能。

▲ 为陆战队研发的TALOS

四等人好不容易阔气一回还没阔气成

外骨骼的实际应用水平，仍然停留在提高上下肢力量、减轻人员负担的层面，但达成这一点已经很不容易。

想在现实生活中看到《流浪地球》的外骨骼系统，恐怕还需要很多年。

不过中国军工人想到了变通的办法：有动力的难攻克，那咱们可以先上无动力的啊。

据央视军事12月10日报道，西藏边防战士有新利器了——单兵外骨骼，可以利用这项"黑科技"来进行困难的物资补给。

这款列装部队的单兵外骨骼，是由中国兵器集团研制的外骨骼系统，分为上肢机构和下肢机构，是纯机械式助力。系统总重量小于5千克，最快穿戴时间不高于2分钟，最快解脱时间不超过30秒，行走时肩部可减轻30%的重量，站立时肩部可减轻50%的重量。

前景大好民用发展

然而虽然军队中外骨骼还没达到理想要求，但外骨骼在民用领域的前景同样不可限量，而且民用版的实用化进程明显更快一些。

今年4月，网上出现一张饿了么骑手穿戴外骨骼系统，一次性背负三个外卖箱子的照片，这玩意儿就是主流的助力外骨骼。

研制公司傲鲨智能还做了更为细致的产品线分类，囊括MAPS-U（上肢），HEMS-L（腰部），HEMS-GS（下肢），分别对应不同的使用场景。

Emmmmm……难道《死亡搁浅》中的快递员要走进现实了？胖兵倒是想知道最多能叠几个箱子

▲ “温馨提示：您的快递已经完蛋”

2015年，日本ATOUN公司研制腰部外骨骼“ATOUN MODEL A”一经上市就广受好评，多家日本物流公司已开始使用。

这款设备通过肌肉压力传感器分析穿戴者的动作，让伺服马达带动设备帮助工人完成下蹲、起身等动作，减轻人力负担。

还有这款由美国SuitX公司和加州大学伯克利分校合作开发的外骨骼Phoenix，它能辅助残疾人行走或搬运重物。

SuitX的新款产品MAX则专为建筑工人设计，旨在帮助他们轻松完成繁重的体力劳动，预防腰肌劳损、跌打扭伤。

在可预见的未来，外骨骼的受益者将不仅是骑手、工人和残障人士，技术进步还会继续改善我们所有人的生活。

不过小兵兵担心，外骨骼会和各种算法一样，从提供便利的发明变成资本压榨打工人的工具，也许“搬砖”将不再是底层体力劳动的戏称，而是贫穷的代名词。

至于它的利弊到底几何，我们只能让时间来慢慢证明。

参考资料：

环球网：中国“钢铁侠”抱起“嫦娥”

央广军事：“超能勇士-2019”比武：现实版“钢铁侠”震撼来袭！

Army-Technology：US Army trials exoskeletons for military use——Talal Husseini

Lockheed Martin：Strength To Go The Distance

Forbes：Why Military Exoskeletons Will Remain Science Fiction——Vikram Mitta

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