現實版鋼鐵俠戰衣 中國單兵外骨骼系統首次曝光【3】

　　202所研制的外骨骼公開技術指標：

　　額定背負

　　負荷35公斤

　　額定搬運

　　負荷50公斤

　　額定背負負荷35公斤情況下，

　　平地步速4.5公裡/小時、

　　平地行走續航裡程20公裡

　　點評：以上指標和國外相比還是可圈可點的。以典型的美國洛馬公司研制的“HULC”外骨骼為例，“HULC”非常強調搬運負荷。美軍的理想目標是負重90公斤情況下，步行速度最快達到每小時18公裡，但目前無法達到。現在美軍實驗室中測試的數據是，負重90公斤情況下，以每小時4.8公裡的速度行進20公裡。從這一數據判斷，中國研制的外骨骼和國外仍存在一定差距。

　　但有意思的是，國外軍方研制的外骨骼，經常披露搬運負荷的指標，但對於步行指標諱莫如深。像中國研制單位這樣比較詳細地公布各項指標的，是非常少見的。這也能看出中國軍工人的自信。因此總體看，中國單兵外骨骼與外國研制的裝備有一定差距，但也有自己的特色和優勢。

　　外骨骼研制難點在哪？

　　鋼鐵俠戰衣被評論為“機械設計水平變態、材料變態、控制系統變態、能量更是變態”。而這幾個方面，恰恰也是外骨骼系統研制的主要難點。

　　1 首先看材料早期的外骨骼是用鋼和鋁金屬制作的，但造成系統自重過大，使外骨骼的動力在驅動人體之外還要克服自重。因此現在的研制都在降低自重，多使用復合材料、鈦合金等輕質材料來讓能量效率更高。

　　2 其次是動作裝置正是這一部分讓士兵獲得更大力量。以前，液壓動力筒因其動力輸出較大、動作執行准確獲青睞，但其缺點是重量過大，而且液壓裝置有可能泄漏。現在“動作裝置”研發的重點轉向小型或微型的永磁伺服馬達。這種伺服馬達能夠組裝成微小的組件來實現大力矩和高響應度的運動。

　　3 第三是關節的靈活度這涉及到外骨骼能夠完成更多的戰術動作，例如匍匐、跳躍等。這些動作對於人體關節來說輕而易舉，但對於模仿人體關節的外骨骼來說就難度較大了。尤其是人體肩關節、胯關節、脊柱等部位，都是外骨骼模仿的難點。目前主流的外骨骼都是沿著人體的肩部、胯部和膝蓋，設置外部球形接頭，然后通過平行的連接杆實現連接。但在運動時，這些外部的人造關節和連接杆往往與人體的貼合度發生錯位。現有的外骨骼系統雖然不干擾步行，但對使用者的彎腰仍有較大影響。

　　4 第四是控制系統良好的外骨骼系統應該有一套精密的計算機人工智能控制系統，來控制外骨骼對人體的動作進行響應。如果響應速度過慢，動作效率低﹔而響應速度過快，則有可能給使用者帶來傷害。由於人體不同關節動作速度有快有慢，因此外骨骼控制系統也必須能協調速度，讓使用者感到外骨骼是一種助力而不是阻力。而且先進的控制系統能夠發現並阻止使用者的錯誤動作，例如摔倒，這對於本身行動不便的傷殘人士很重要。

　　5 最后是電源動力像鋼鐵俠那樣擁有無所不能的反應堆，僅是電影中的幻想，現有動力輸出較強的內燃機由於噪音、隔熱等問題無法應用。因此，現在主流外骨骼系統均使用電池來驅動電動機。高容量的燃料電池是目前研究的重點，但也隻能勉強滿足需要。有些專家則設想，未來可以對外骨骼使用無線電能傳輸。

　　外骨骼發展走向何方？

　　動力外骨骼系統作為單兵裝備領域的新發展點，得到了軍事大國的普遍重視。雖然軍方不能期待單兵外骨骼能讓士兵成為鋼鐵俠，但一個“士兵背負上百公斤裝備、在高原山間健步如飛”的場景有著十足的吸引力。

　　從21世紀十余年來外骨骼裝備的發展看，實現這一目標有著不小的難度。以美軍為例，在研制出幾種單兵外骨骼系統后，還沒有一種在戰場上投入測試。因此，就目前技術發展看，單兵外骨骼系統很可能優先應用在非戰斗領域，例如后勤運輸、場站維護、裝備修理等需要士兵進行大體力搬運的場合，來緩解士兵們的工作強度。

　　另外，現有外骨骼雖然適用不了激烈的戰場，但在軍民融合的醫療領域仍有巨大價值。對於受傷士兵，外骨骼系統可有效幫助他們恢復行動能力乃至工作能力。

(來源:人民網-環球時報)