圖為SarcosXOS2外骨骼測試者進行負重俯臥撐測試。

電影《流浪地球》中，身著機械外骨骼裝備的眾多角色給人們留下深刻印象。

科幻影視作品中的裝備是現實世界科技裝置、裝備的藝術化“再造”。機械化戰爭向信息化戰爭的過渡，在一定程度上使單兵所攜帶武器裝備數量與重量不降反升。為適應這一變化，能讓戰士秒變“大力士”的輔助裝備——機械外骨骼走向了戰場。

機械外骨骼是典型的跨界融合產品，其設計與生產涉及光電、計算機、傳感器、動力、人機接口等多個學科領域。機械臂、液壓系統、電池、防護裝甲等硬件構成了它的“軀體”﹔運行控制系統、人工智能系統、使用者生命體征監測系統等軟件，則組成它的“大腦”與“神經”。

20世紀60年代，早期的外骨骼設備誕生。2000年開始，機械外骨骼研究開始加速，由此發展出全身外骨骼、手臂外骨骼、柔性外骨骼等多種類型。當前，世界各國機械外骨骼的發展如火如荼，開始應用於醫療、救災、軍事等諸多領域。

目前，機械外骨骼已發展到第二代。與第一代外骨骼相比，第二代外骨骼呈現出不同的特征。

動作自由度更大，能提供更可觀的力量增幅。美國一家公司研制的SarcosXOS2外骨骼，擁有自由度較大的機械下肢，可用於抓取90千克的物體。與第一代機械外骨骼相比，它的重量有所減輕，能耗降低50%，可以提供17倍的力量增幅。據稱，穿戴它后，以前需用3名后勤人員來安裝的一枚戰機格斗彈1人就可完成。意大利一家公司研發的“V-盾”人體脊柱外骨骼，可將人體肩部負重所受力量，轉移至肌肉更強壯的腿部，以提升士兵整體負重能力。

制造材質更輕，人機交互能力更強。在科學技術迅猛發展的今天，機械外骨骼除了外觀因材料的優化而更具科幻感之外，它的自重也因選用更輕材質而明顯減輕。2016年的歐洲防務展上，法國武器裝備總署展出了新一代“大力神”外骨骼。該代“大力神”自重17千克，可用於抓舉60千克的物體。不同的是，此款外骨骼沒有採用傳統的無線電操控模式，而是設置了人機接口來實現對外骨骼的操控——內置傳感器能夠實時監測使用者肢體動作的變化情況，由內置計算機來判斷其意圖，進而控制外骨骼做出相應反應。英國BAE公司研制的“矯正負重輔助裝置”由碳纖維和鋁材料制成，包括一副與士兵背包和靴子相連的機械腿，其自重僅為8千克，可減輕士兵負重時的身體負擔。

工作時段更長，助力更加精准、持久。法國武器裝備總署推出的新一代“大力神”外骨骼所用電池效能進一步提升，能讓使用者以每小時4千米的速度行進約20千米，可輔助使用者更好地遂行消防救援、裝備運輸等任務。除高能電池外，進入21世紀后，微電子、工程材料等關鍵技術也取得突破性進展，新一代機械外骨骼隨之開始向電子－液壓、智能化、腦控化發展。今后的外骨骼將不僅能增強力量，還將具備深度學習、人機融合、體系聯動等能力。日本一家公司研制的HAL-5外骨骼，可通過獲取使用者的大腦神經信號來實現系統的聯動，做出相應動作。一些國家的先進外骨骼裝置，還裝備有精密傳感器，可通過監測並記錄細微肌電電位變化，積累使用者慣用姿態等個性參數形成“記憶”，使外骨骼更懂使用者意圖，讓后者“越用越順手”。

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