ama0080 2012-12-3 09:43
动力外骨骼的前世今生
一.什么是动力外骨骼
动力外骨骼(Powered Exoskeleton)是一种能够增强人体能力的可穿戴机器。它能够帮助人们跑得更快、跳得更高、能够携带更多更重的东西,并且帮助穿戴它的人在战场、建筑工地或者其它有危险的地方生存下来。
动力外骨骼进入人们视野的时间很早,20世纪最伟大的科幻小说作家之一的罗伯特·海因莱因在其1959年出版的著名科幻小说《星船伞兵》中就提出了“动力假肢”“动力装甲”“轨道空降”等现在许多影视作品和游戏中常见的科幻概念。而且其中的“动力假肢”已经在现实中出现原形。而其中的“动力装甲”的雏形“动力外骨骼”也已经从图纸走进了现实。
二.动力外骨骼的工作原理
动力外骨骼通过传感器来收集使用者的活动信息,这些信息传递给信息处理器进行处理,然后启动相应的机械部件来输出能量。在动力外骨骼中可以使用的传感器种类很多,包括角辨向器、肌电传感器、地面传感器、肌肉压力传感器等等。同样,用于输出的机械系统也有很多选择,目前液压系统和气压系统是比较常见的。
在某些意义上,动力外骨骼可能比《终结者》中的T600那样的机器人更复杂。动力外骨骼需要在极短的时间内判断出使用者的动作意图,并且给予恰如其分的帮助。现在最成熟的军用动力外骨骼采用肌肉压力传感器来收集用户动作。当人弯曲手肘时,上臂的肌肉纤维组织会紧靠在一起,从而牵动肌键运动,直观表现就是肌肉隆起。在动力外骨骼与皮肤接触的肌肉压力传感器收集肌肉收紧的强度和方向,从而感应到操纵者的动作意图。它会把收集得到的数据资料传达给信息处理器——这是一个安装在背部的“背包”,可以看成一台电脑——信息处理器计算如何移动外骨骼让使用者用力最小,然后再把指令传递到相关的关节,通过关节内部的液压机构传动装置产生精确的力量,从而做到与人的动作同步。当然,实际上还是有一点时滞的,但是时滞被控制在无法察觉的程度。在现代信息技术的帮助下,动力外骨骼以每秒数千次的速度调整全身每一个关节,让使用者几乎察觉不到它的存在。
三.动力外骨骼的发展历程和目前的一些测试项目
早在1960年,通用电气就开始了机械外骨骼的研究,但是当时他们开发的设备只有一只手。麻省理工(Massachusetts Institute of Technology,MIT)从1978年也开始了研究,但是目前看起来比较有希望的是一家坐落在盐湖城的公司。这家叫做Sarcos的公司在1983年就开始了这方面的探索,公司创始人斯蒂芬·雅克布森(Stephen Jocabsen)亲切地叫它XOS。2000年XOS从14个类似的装备中脱颖而出,被美国国防部高级研究计划署——就是这个机构发明了互联网——选中,并且把打算它应用在军队中。这项研究在高级研究计划署的资金支持下开始迅速发展,后来Sarcos被美国一家国防部承包商雷神(Raytheon)公司收购,有望能在2008年推出成品,并且在2009年进行战场实验。
XOS外骨骼系统
XOS的控制思想同伯克利低位肢体外骨骼(Berkeley Lower Extremity Exoskeleton)或称作布利克斯(BLEEX)一样,控制系统通过检测系统和微机系统判断人的下个动作,从而决定加给人体多大的助力及速度,并且也是通过液压系统将力传给外骨骼机构,但它是全身武装的外骨骼,而BLEEX是下肢外骨骼机器人。
“XOS”动作较从前的外骨骼设备动作要敏捷的多并且强有力。利用附在身体上的传感器,可以毫不延迟地反应身体的动作,输出强大的力量。当穿上“XOS”时,能举起90.7kg的重物而人体感觉只有9千克,能连续举50-500次。但目前“XOS”有一个重大缺陷,就是XOS还要拖着一条电线才行,而自带的电池只能使用40分钟,如果解决这个问题,相信很快就可以实用化。
Sarcos被雷神收购后与2010年推出了XOS的二代产品比三年前的第一代装备更加轻便,功能也更加强大。士兵穿上这款装备后,不仅不会有额外的负担,还能够轻松完成诸如手劈木板、连续踢球、做上百个俯卧撑等各种任务。
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030923384720_0.jpg[/img]
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030923578618_0.jpg[/img]
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030924124008_0.jpg[/img]
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030924279054_0.jpg[/img]
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030924424414_0.jpg[/img]
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030925067096_0.jpg[/img]
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030925206029_0.jpg[/img]
HULC外骨骼系统
HULC(Human Universal Load Carrier)是美国洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)旗下的伯克利仿生科技公司(Berkeley bionics)开发的军用动力外骨骼。他们的目标是“让士兵在战斗中能够额外携带200磅的负重,并以10英里每小时的速度高速行进”。
HULC本质上是一个由电池驱动的外骨骼。主要的结构集中在下身,在胯关节和膝关节处都有液压组件。200磅的负载通过配置可选的承载部件搭载,把重量均匀分散在外骨骼上,不需要穿戴者来承重。HULC的体积并不大,平时可以收纳在一个很小的拉杆箱里,士兵在穿着它的时候,只需要把脚踩在托盘上,固定好大腿、腰部和肩部的系带,HULC的感应器就会自动侦测穿戴者的行动意图,然后驱动液压组件做出相应的动作,保证HULC的动作与穿戴者的动作一致。
试验显示,穿上HULC后能够明显降低人体对氧气的消耗量。据统计,在试验人员穿戴上HULC并背负36.7千克重的物资以每小时3.2公里的速度行进时,其对氧气的消耗量量可比不穿HULC时减少大约15%。而对氧气的消耗量增大,会比较容易导致疲劳。
HULC动力源为两块总重量3.6千克的锂聚合物电池。在一次充满电后,HULC可保证穿着者以4.8公里/小时的速度背负90千克重物持续行进一个小时。而穿着HULC的冲刺速度则可达到16公里/小时。
洛克西德·马丁公司表示HULC的灵活性非常强,穿戴它的士兵可以轻松地奔跑、行走、下跪、深蹲、匍匐,不会有任何的不便。而且驱动HULC的燃油发电机重量很轻,完全可以由HULC自身背负,加满燃油的HULC可以连续行进24小时,足以胜任一般的战斗任务。
目前,HULC的主要定位是战斗辅助系统。在它的帮助下,士兵可以轻松愉快地举起大口径炮弹之类沉重的物品,在复杂地形下使用重型武器,从而极大地提高作战效率。而洛克西德·马丁还表示,考虑到HULC的承载能力远远超过普通人类,他们将会以HULC的骨架为基本架构,为其增加防护装甲和各种传感器,从而打造一种全新的、以城市和山野等复杂地形为主要战场的新型单兵装备。
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030926304006_0.jpg[/img]
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030929496485_0.jpg[/img]
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030930222161_0.jpg[/img]
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030930473215_0.jpg[/img]
勇士-21外骨骼系统
勇士-21外骨骼系统,是俄罗斯可穿戴式外骨骼机械作战服。斥资3500万美元。“勇士-21”外骨骼系统的功能与美国电影《钢铁侠》主角斯塔克身穿的机械战甲类似,是俄罗斯军工业研制的第二代机械外骨骼装置,配有火力攻击、防护、控制、生命和能源保障等系统,将有效提高士兵作战能力和防护水平。
俄罗斯第3中央研究所研究人员表示,“勇士-21”系统包括背包式外架、金属腿及相应动力设备,使用背包中的液压传动系统和箱式微型空速传感仪作为能量来源,以全面增强士兵人体机能。据悉,“勇士-21”外骨骼系统可承担步兵大约95%的货物负荷,并与士兵人体完全结合,能保障士兵在平面或斜面上行走。
“勇士-21”外骨骼系统短期内将具备流畅而敏捷的奔跑和跳跃功能,装备这套系统后步兵满负荷行进时速度可达到16公里/小时。“勇士-21”外骨骼系统的金属材料采用纳米技术,与第一代外骨骼相比,重量减少了14公斤,大大提高士兵的机动性。
作为单兵作战辅助系统,“勇士-21”系统还必须穿戴在步兵身上,因此步兵自身还得付出一定体力操纵机器,“勇士-21”系统更多的是延长步兵的耐力和负重。从这个角度上看,“勇士-21”系统距离美国国防部积极谋求的纯粹外骨骼机器人(即步兵不花体力,只用头脑操纵外骨骼运动)还有相当的距离。
“勇士-21”在开发上面临的最大困难是持久动力源,它必须功率强大,且无噪音,而俄罗斯现有工业基础无力提供这样的动力装置和特种燃料。此外,“勇士-21”的单个外骨骼组件也有待完善设计。
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030931438629_0.gif[/img]
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030932002174_0.jpg[/img]
除了军方外,动力外骨骼在民用领域也大有可为。
HAL 机械外骨骼
日本筑波大学的机械人专家三阶吉行和他的同事们在2004年创建了一个叫做“Cyberdyne”的公司,开始把他们花了十年时间研制的动力外骨骼推向市场。这种动力外骨骼叫做HAL,是人体辅助义肢(Hybrid Assistive Limb)的缩写,主要用于医疗领域,帮助残障者行动和伤患复健,以及为护士们助力。现在已经有了上市的产品,当然,和军用标准相距甚远。
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030932402788_0.jpg[/img]
REX 机械外骨骼
REX由新西兰奥克兰市的REX Biotics公司研制,Robert Irving和他的儿时好友Richard Little共同创办了这家公司,以研制能站立的轮椅替代品。REX外骨骼采用了坚固的轻质材料,从下至上的多处尼龙搭扣以及腰间的宽腰带将使用者的身体与外骨骼捆绑在一起,为了兼容轮椅的操控习惯,REX用腰间的两个操纵杆进行姿态控制。REX采用充电电池驱动,一次充电能行走2小时,为了延长使用时间,电池还能更换。
虽然可能每一个使用轮椅的人都想拥有REX,但作为一款医疗康复产品,在使用REX前使用者必须经过严格的身体检查,当医师确认使用者可以站立和走动时才会被允许。而且,使用者还必须满足如下的身体条件:身高在146厘米~195厘米之间,体重不超过100千克,臀围小于38厘米。购买REX时,使用者还需要接受约两星期的培训。当然了,15万美元的售价也会让大多数人望而却步的。
目前REX机械外骨骼正在进行各项测试和认证,以便能够在新西兰本土、欧洲、美国等市场销售。
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030933281037_0.jpg[/img]
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030933435456_0.jpg[/img]
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030933559932_0.jpg[/img]
四.动力外骨骼的研究计划
美国国防部研究计划署(DARPA)于2000年征求人体能力增强系统的建议书,并要求这些外骨骼系统能够提高士兵的力量和速度,而且还能通过内置的计算机辅助士兵在国外领土行军。
DARPA外骨骼计划的目标是让普通士兵变成可以跳过较高物体和高速奔跑的超级士兵。该计划现在仍处于初期阶段,所以这些可穿戴机器的具体细节仍然非常模糊。不过DARPA已经为这些可穿戴机器确定了一些可以期待的东西。下面是研究人员期望外骨骼在士兵身上实现的目标。
1、增大力量:士兵将能够携带更多的武器和军需品。通过增大力量,士兵还将能够在行军时移走途中的大障碍物。它还将使士兵能够穿上较重的身体护甲和其他防弹护具。20世纪60年代,通用电气公司(GE)与美国军方合作开发了一个外骨骼,称为Hardiman。它使得举起120公斤的重物就像举起5公斤重物那样轻松。
2、提高速度:普通人走路的时速为6至10公里,但是士兵通常还要在背包里携带重达约70公斤的军需品。在背负如此多的重物时,即使是条件最好的军队也难以很快行进。现在还不确定DARPA的外骨骼将能够走多快。不过测试表明,一种独立开发的身体放大器弹簧行走器的时速可超过16公里。
3、跳得更高和更远:现在还不清楚穿上机械套装将能够跳多远和跳多高,但是军方希望这种机器能够帮助士兵跳过降低行军速度的一般障碍物。
总的来说,士兵在不可预测的地形中长距离行军时,此装备可提高自己的耐久性。借助增大的力量,他们还将能够修复凭人体自身力量难以修复的重型设备。专家认为,由于增加了身体护甲,伤亡人数将变得更少。这些外骨骼机器还将配备传感器和全球定位系统(GPS)接收器。利用这一技术,士兵可以了解有关他们正在穿越的地形的信息,从而找出行进到指定位置的最佳路线。DARPA还在开发与外骨骼配套使用的计算机化织物,用于监视士兵的心率和呼吸率。
如果研制顺利,美国军队将普遍配备这些外骨骼,届时将出现大量可以跳得更高、跑得更快以及能举起巨大重量的超级士兵。然而,预期开发这些设备需要数年甚至数十年。在下一部分中,你将了解负责开发这些外骨骼的研究人员所面临的一些障碍。
五.动力外骨骼面临的技术挑战
DARPA不是第一个尝试建造外骨骼机械套装的组织。如前所述,GE在20世纪60年代便开发了称为Hardiman的液压和电动套装。该套装的问题是,它太过笨重(接近700公斤),根本不实用。今天有了更先进的材料,例如可用于建造更现代化的外骨骼的碳化纤维和其他材料。然而,该项目也并非没有挑战。
若要使外骨骼机器发挥作用,必须综合考虑五种因素:结构、能量、控制、促动和生物机械学。每种因素都有自己的一系列挑战。下面是DARPA概括的一些挑战:
1、构造材料:外骨骼必须用坚韧、轻质且有弹性的复合材料制成。该材料自身还必须能够抵御敌方火力,以保护穿用者。
2、能量源:这些限制主要来自于能源——现在所使用的能源装置实在是有点支持不了动力外骨骼的能量消耗。补给能量之前,外骨骼具有的能量必须足以支持24小时。此外,产生能量的装置必须便于背挎。对于外骨骼研制者而言,创造出零噪音机器可能是最困难的一项任务。
3、控制:机器的控制必须是无缝的。使用者在穿上该设备后必须能够正常活动。
4、促动:设计者必须使机器能够顺畅移动,以便穿用者不会太笨拙。与发动机一样,促动器也必须安静而高效。
5、生物机械学:外骨骼必须能够左右和前后移动,就像人在战场中那样行进。如果它没有这种能力,则穿用该套装的士兵就可能处于极其危险的境地。开发者设计的结构必须像人体一样带有可弯曲的关节。
军用外骨骼将是人类研制的最复杂的机器之一,它还能促进机器人的开发,令机器人更像人类。外骨骼必须能够感应人体活动并对其做出反应。它们还必须能够将来自能量源的能量转换为可用的促动能量,以辅助穿用者开展活动。
六.动力外骨骼的前景展望
1.我们为什么需要动力外骨骼。
1991年的海湾战争,38天的“沙漠风暴”行动和仅仅100多个小时的“沙漠军刀”行动,不仅仅是打垮了号称中东第一世界前列的伊拉克陆军,也不仅仅打响了“高技术条件下局部战争”这个新概念。更有一种“陆军无用论”“陆军淘汰论”开始悄然盛行。似乎我们以后的战争,已经不需要士兵之间的生死对抗,战争开始向着非接触、零伤亡的崭新时代迈进。而陆军似乎已近是庞大笨重的战列舰,开始走向边缘化、武装**化的方向。而且这种论调在1999年的科索沃战争之后,在第一场只靠空军和海军,没有陆军参与的情况下结束的局部冲突之后,达到了顶峰。
进入21世纪后,两场常规军事行动快速结束的“反恐战争”似乎再次印证的“陆军淘汰论”的正确性,但是在阿富汗、伊拉克,接踵而至的非常规战争,将这种论点彻底打回了爪哇国。
在早已建立起亲美政权的伊阿两国,手握陆海空天全方位绝对代差领先的军事力量,但是在面对非常规、非对称的武装力量时,发挥了最大作用的,还是陆军!也许有人会说,这说明不了常规战争陆军的作用啊。针对这些,我们来看看某些人心目中的灯塔国陆军。作为目前军事技术独步全球,海空实力几乎相当于其它大中型国家综合的一支武装力量,在历经海湾战争、科索沃战争、阿富汗战争、伊拉克战争等高技术局部战争后,其陆军的人数没有丝毫缩减,轻重装备数量和技术含量没有丝毫缩减,反而是为了适应未来的战争趋势和任务需求,在1999年那个陆军淘汰论登峰造极的时期,推行陆军编制体制的改革,有86年的重、轻型共18个师(每师三旅)和其它独立旅(团),整编为18个师级司令部和73个战斗旅(2013年完成整编)。其中正规军18个重型战斗旅、20个轻型战斗旅、7个“斯特瑞克”旅共45个旅,国**卫队7个重型战斗旅、20个轻型战斗旅、1个“斯特瑞克”旅共28个战斗旅,至2011年正规陆军中的43个旅(95%)和国**卫队中的14个旅(50%)已经完成整编。
至于美国陆军的技术装备进入新世纪以来也并未放缓脚步,M-26模组式霰弹枪、穿墙探测仪、超大负荷伞降系统、爆炸物探测系统、“奈特勇士”单兵作战系统,当然还有前文中研制测试的XOS2、HULC动力外骨骼等等等等。美国丝毫没有放弃陆军的打算,反而在不断为其打造更利的矛、更坚的盾还有更为强健的躯体。按某位神人的逻辑,“对付坦克有武直、对付步兵有武直、对付武直还有武直,而且没有制空权步兵就是在平原被坦克、步战车完虐、山区作战比不上火力覆盖、机动性不如武装直升机,火力不如坦克,所以陆军正在被淘汰,未来战场有没有陆军的地位还真难说”灯塔国这些玩意儿真是浪费纳税人的美刀啊!难道美帝在跟全世界玩新一轮的“星球大阵”骗局?阴谋论万岁啊!
我们再退一步说,为什么大国之间的战争陆军将是决定性的?即便是抛开的核武器的威慑。足够大的战略纵深带来的巨大战争潜力,会让空海决胜变成不可能完成的任务,南联盟国土面积10.2万km2,北约投入飞机1200架,出动32000多架次,耗时78天。如果是面对着960万km2的中国呢?需要多少飞机?多少架次?需要多少年?需要多少成本?为什么美国不敢军事应对中国的崛起?空军海军解决不了问题,陆军登陆中国怕不够死的!这就是陆军的作用!
打肿了“陆军无用论”“陆军淘汰论”的脸之后,我们来看陆军的组成,陆军的主战力量,一般来说包括步兵、炮兵、装甲兵、工程兵、空降兵、防化兵等兵种,这些兵种分队的基础、最大基础是什么?是士兵!为什么我们需要士兵呢?因为相对于普通百姓,士兵经过训练之后掌握武器使用、战术配合等知识,有更为坚强的意志和经过严格锻炼的身体素质。士兵的战斗力是有自身素质和附加装备两个方面组成的。进入热兵器时代以来,步兵手中的矛一直在更新换代,从步枪、机枪、自动步枪、榴弹发射器、自动流单发射器、智能榴弹。而自二战以来步兵的盾也在不断发展,从尼龙防弹衣、凯夫拉防弹衣、防弹插板、龙鳞甲、全防护重型防弹衣、防弹头盔。而且步兵也越来越耳聪目明,单兵电台、GPS、电子地图、防爆音耳机、夜视仪、还有视听力增强系统等。我们用在这附加装备在不断提升士兵战斗力的同时,也带来了一个巨大的问题--负重!
美国陆军科学董事会在2001年的建议士兵战斗巡逻负重最佳不超过50磅(23公斤左右)。但是2003年美国陆军研究数据表明,执行战斗巡逻的步兵通常负重平均在87到127磅之间。战斗士兵负重过大,造成大量伤损。根据美国陆军的数据,从2003年到2009年,美国陆军由于肌肉和骨骼伤损而退役的士兵增加了十倍。经历过阿富汗和伊拉克战争退役士兵患退化性关节炎、颈椎疾病和其它肌肉骨骼伤损数量极具增加,每年治疗这些疾病的开支超过5亿美元。
约翰 霍普金斯大学的研究人员发现,从伊拉克和阿富汗撤离的负伤人员中,有三分之一是由于肌肉骨骼损伤、韧带损伤和脊椎损伤。是由于作战负伤数字的两倍。
肯尼斯·里克曼准尉体重只有130磅(六十公斤多)在阿富汗战斗巡逻的负重平均在80-90磅。今年35岁的里克曼准尉在伊拉克作战时由于负重造成神经疼,在回到美国训练中一节脊椎骨断裂。在阿富汗巡逻中身背装备跌倒造成肩部损伤
美国陆军自2003年开始开始发展轻型装备,但在同时增加了防弹衣和其它防护措施的重量,以应对各种战斗损伤,整体的士兵负重不降反升。而现在的士兵训练量已经很大,士兵的负重正在接近人体的极限。但是在可预见的未来,士兵面临的敌方火力越来越强,敌方防护越来越强,导致自身的装备负荷不断提升,矛盾越发尖锐。而作为替代的陆军无人作战系统,还仅仅停留在单任务平台上,距离承担主战任务,还遥遥无期。如何提高士兵的装备承载力成了摆在现代陆军面前的一个难题。
要解决这个问题其实说白了就是两条路,一内一外,内是用生化技术提高士兵的生理极限,这个许多国家也在研究,但是面临的风险很大,毕竟我们目前的生物科技和基因技术还很不完善,特别是针对人体的更是还处在迷雾中,要见到成果还遥遥无期。再加上巨大的道德风险和生物学风险。所以能够在相对较短的时间内见到成果的只有“外”这个途径了,就是用附加的电子机械装置来给士兵提供额外的承载能力和更大的力量、速度等。动力外骨骼就是“外”这个途径中研究最早,进度最快,最近接实用的项目了。
2.承载力的提高对于士兵来说意味着什么
当前,步兵面对的敌人是多样化的,从敌方步兵、载具(坦克、步战车和其他有人\无人载具)、低空、超低空军用飞行器、武装旋翼机等等。所以步兵的火力也是多样化的,从压制敌方步兵的大中口径重机枪\通用机枪、反器材枪 、自动榴弹发射器、反坦克导弹、防空导弹等。这些就是步兵手中的重武器。都是无法单兵携行需要班组配置的,这就导致这些武器的战场灵活性相对较差,火力反应时间相对较长、转移发射阵地相对较慢,易被敌军远程火力毁伤。
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030938104842_0.jpg[/img]
这是一张图单兵反步兵压制火力单位的概念图,可以看到其本身还是一个动力外骨骼的基础,因为本身的自重相对较大,在下肢增加了一个附加关节和加强支撑力的附肢。武器是架在承载托架上一支大口径机枪,如果没有动力外骨骼这挺机枪,需要一个2-3人的班组才能机动,或者干脆车载。战场灵活性与上图的就有极大的差距。
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030938471657_0.jpg[/img]
再看着一张概念图,武器更为重型,压制步兵的加特林机枪和对付轻装甲目标的机关炮,左肩的有可能是烟幕弹反射器。
[img]http://p13.freep.cn/p.aspx?u=v20_p13_photo_1212030940055515_0.jpg[/img]
而这一张就是典型的防空和反装甲的武器配置了。
当然上面这几张概念图,距离现在的动力外骨骼技术还不现实还需要较长的发展时间,就像二战中Me262出现时,谁能想到现在的四代机的呢?虽然说明不了现在的发展水平,但是用来说明外骨骼在步兵中的作用还是合适的。毕竟像反坦克导弹、防空导弹、大口径机枪这些装备,能够由单兵使用其作战效能肯定是比班组使用要高的。
说完了武器,我们再来说防护,美军目前除了防弹背心+防弹插板之外也有防护面积更大的重型全防护装具,但是很遗憾,用在战场上太消耗步兵的体力了,穿着的士兵爬上几楼楼梯都很困难,只能在城市战的一部分地方使用。如果使用动力外骨骼,那就可以在不影响士兵作战的情况下,为其加装防护能力更高,防护面积更大的防护装具,甚至在不使用重型武器时加装密闭式全防护组件也不是不现实的,这个就很类似于《辐射》中的动力装甲了。当然,这个的技术水平和现在的动力外骨骼就像是坦克和拖拉机,技术之路还很长。但是,如果你连拖拉机都没有研制能力,当你需要研制坦克的时候岂不是抓瞎?
此外,除了一线的战斗员,二线的炮兵、机场地勤、后勤保障等单位的士兵对于外骨骼也有需求。下面这几张草图就可以说明。
七.结语
综上所述,我们看到了,动力外骨骼的诞生、发展和前景。还有世界其他军事强国的发展情况和民用领域的巨大作用,我国目前在这个领域的进展,我没找到资料,但是我相信我国的科技工作者和上层决策者不会看不到其应用前景,希望在不远的未来,我们能看到我国的类似产品面世。
==============================================================================================================
外骨骼不同于机甲!在军事上,在单兵质量和士兵生命越来越受到重视的现在战争中还是占有一席之地的!美国前不久也在大力发展这方面的项目!而且已经推出了多种款式和型号了,虽然有一段时间,这个项目停摆了,但是我们始终没有听到美军放弃过这个项目,这说明外骨骼仍旧有广阔的前景。在民用上,外骨骼能更好的在生活上帮助那些在肢体上有残缺的残障人士,能让他们重新站立行走,能让他们自己照料自己的生活,所以我们也应该对于这方面的领域引起下重视了!
[[i] 本帖最后由 ama0080 于 2012-12-9 19:11 编辑 [/i]]
qianfu007 2012-12-3 12:13
现今动力外骨骼面临的问题主要一是能源问题,电池的容量在短时间内不能有太大突破,现有的电池在容量比、安全性和输出功率上都远远达不到军队的要求,如果使用内置发动机则不能满足轻量化的要求,同时对后勤保障提出了更高的要求,;二是结构重量仍然太重,不得不承认现阶段的机器仍然不能达到人体自身骨骼的水平,穿上去以后太过笨重,反应时间太长,做搬运工还凑合,至于作战,免谈。
krenshin 2012-12-3 21:50
能源和材料才是问题的大头吧?毕竟在战场上可不是随时能进行补给的,步兵如果没有了能源,恐怕第二天就没法作战了。
踩滑大倒 2012-12-3 21:59
这东西迟早要普及的,材料和能源都不是问题。现在就看谁走的更快了,战场上机器人和指挥机器人的外骨骼武装士兵是未来的趋势
qwe123qwe332 2012-12-7 21:27
前面只是雏形,后面才是成品,这明显就是未来的单兵,太酷了
wo20041212 2012-12-8 10:40
不知道野外机动性怎么样?电池是充电的还是换的?
willsonli 2012-12-18 03:04
最后几张效果图相当震憾。希望我们国家的研究也能迎头赶上。
_lucifer_ 2012-12-27 14:01
最后那三张好有命令与征服的感觉......
clericx 2012-12-27 14:12
我最有映像的就是《钢铁侠》,和神打,和外星人打都不落下风,攻壳那堆甲虫和他比起来也弱暴了。
yanshen0917 2012-12-27 20:40
*** 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽 ***
hahap1 2012-12-27 20:42
说实话,我一直在想一个问题,使用动力外骨骼后士兵的负重肯定大大增加,到时候直接往战场上扔个EMP蛋,那地方士兵岂不全体倒地不起了:teeth :teeth
banyue1100 2012-12-27 21:07
确实有创意,极大的减轻了士兵的符合,不知道解放军什么时候能想出这么巧妙的点子。
wmxiao 2012-12-27 21:28
这种动力外骨骼的军用途径是大家都非常明白的,因为受制于人体自身能力的限制。单兵的负载和作战能力无论怎样的训练都有一个顶点,而突破这个顶点的希望之一就是这种人体外骨骼的设计。这东西在战场上的效能不亚于一辆重型坦克甚至在特定的环境还要有更强的作战效能。楼上几位的材料和能源的担心我个人认为这都不是什么问题,随着科技的进步我们已经进入到了纳米和基因克隆的时代。纳米材料的特性具有更轻更加的坚固,基因技术可以让士兵操纵时就像是自己的身体的一部分。虽然现在只是刚刚步入,可是未来的发展是我们所无法想象的。回想20年前,我们电子产品的发展就是一个非常好的例证。尤其是这种在战场上可以决定胜负的关键性装备,更是各国军队的发展重点。在大量的科研人员和资金的扶持之下,也许在30年后这种装备就会成为军队的标准装备了。这东西的发展也许会像是计算机一样成为大型化和微型化的两个极端的发展方向,到时候我想高达就应该是一种现实了吧。
PanzerliedAska 2012-12-27 22:05
这个应该是未来战争的趋势,咱们应该先在民用先研发;全国有那么多残疾人士 这些设备能让他们自信的站起来 甚至做一些正常人都完成不了的动作。有可能多少年以后正常人也使用这些装备了。
还有美国人提出来一些理念 我们要取其精华去其糟粕,什么大陆军淘汰论 都是忽悠啥子的。。。。想当初美国忽悠苏联大家要打核战争了 什么常规武器在核大战背景下都是浮云 结果苏联大力发展战略导弹 核潜艇。结果,古巴危机苏联发现真正大战爆发时 自己的核潜艇都是纸老虎。美帝吆喝这么多年要淘汰M1A1 淘汰了几辆!? 还不是越来越多,
mossad538 2012-12-28 11:08
这的确是未来的趋势,我觉得更应该在材料科学方面研发,那种更贴身的具有生物可变性的
jfpgoodsee 2013-3-14 18:46
这个消息对肢体残障的人来说,真是太好了,只是希望价格早点降下来,让更多的人受惠。
vvan001 2013-3-15 01:10
如果研究的再深入一步,把指令直接输入传动骨骼让它自己动,然后配备上全景三维摄像头、机械手,机械脚、发送,接收装置的话,那不就成了机械战警了?
那就是未来战争机器人的雏形啊。
页:
[1]