穿上仿生外骨骼,科幻也許沒有那麼遠

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看《鋼鐵俠》和《復仇聯盟》系列電影時,除了精彩的戰鬥劇情,吸引無數人目光的就是鋼鐵俠那一代更比一代強的酷炫機甲。這些機甲其實是一種機械外骨骼,將人的智慧與外部機械動力裝置結合在一起,從而給人提供額外的動力或能力,實現增強人體機能的目的。

不止是超級英雄,在許多科幻片也都有類似的裝置,比如《明日邊緣》和《流浪地球》,雖然這些是科幻電影中的設定,但和鋼鐵俠的機甲比起來,這類設計其實更貼近現實中外骨骼的發展方向。

左:《鋼鐵俠》 中:《明日邊緣》 右:《流浪地球》,圖片來自:豆瓣

德國一家仿生學公司 German Bionics 不久前推出了新一代仿生外骨骼——第五代 Cray X。工人使用這個裝置時,有點像揹著一個 7 公斤的揹包。通過安裝在臀部位置的制動器,可移動綁在大腿上的碳纖維連桿,就能讓人在腿和背部得到支撐的情況下輕鬆抬起和搬運約 30 公斤(66 磅)的重物,在行走或爬樓梯時也能提供支撐。

圖片來自:German Bionics

這個仿生外骨骼可以在一分鐘內進行穿脫,並且安裝了可熱插拔的 40V 電池系統,充電時間約為 30-40 分鐘,將舊電池取出放在充電器上,換上新電池就可以繼續使用,裝置還通過了IP54 標準,防水防塵,因此它不僅能適應多種工作環境,在工作時間內並不需要脫下外骨骼。

圖片來自:German Bionics

此外,新一代的 Cray X 仿生外骨骼有一個 Smart Safety Companion (SSC)系統,這個在後臺執行的實時軟體應用程式,會收集詳細的遙測資訊,比如正在提起的負載、人體工程學風險以及潛在的環境因素等,再借助機器學習演算法分析這些資料,通過 OTA 軟體顯示給佩戴的工人。

不僅如此,這些資料還會傳輸到監管鏈上,管理人員也能夠監控員工的工作情況。German Bionics 公司的物聯網負責人 Norma Steller 表示, Cray X 可以看做是一種「預防性裝置」,可以減輕常見的起重傷害,確保工人不會過度伸展或過度勞累。

圖片來自:cnBeta

對於物流和貨運這類需要搬運重物的行業來說,外骨骼無疑是一種能有效提升工作效率的裝置。其實外骨骼最早是起源於軍事領域的裝置,目的是提高士兵的單兵作戰能力。它可以整合武器裝備、通訊系統、生命維持系統等,提升了負載能力和移動速度,因此士兵的作戰能力和戰場生存能力都得到了顯著提高。

圖片來自:BusinessInsider

除了軍事,外骨骼的另一主要應用領域是醫療康復。藉助外骨骼,可以對病人進行康復訓練,對於行動不便的老年人及殘障人士,外骨骼可以輔助恢復行走能力,甚至幫助癱瘓在床的殘障人士重新站立行走,生活質量也得到了提高。

圖片來自:ChinaRobot

從仿生外骨骼 Cray X 能看出,工業也是外骨骼的一大應用領域。目前的主要作用是「抬、搬、坐」,為使用者提供保護,減輕重複性勞動可能給身體帶來的損傷。

雖然目前的外骨骼並不能讓我們變成超級英雄,但人與機器的結合,讓我們的血肉之軀變得更強,生活工作更輕鬆。礙於成本和技術,目前外骨骼的應用其實並不算廣泛,但科技一直在進步,外骨骼未來的更多可能性值得期待。