体外骨骼让人类摆脱力量束缚

有一种设备能够让你力举千斤而不怠，成为令人羡慕的“大力士”，你愿意拥有吗？

我说的是体外骨骼技术。之所以称为体外骨骼，是因为这些机械骨骼不需要植入人体内，整套设备通过脑电图（EEG）捕获装置检测病患大脑活动，并将这些脑信号转换成体外骨骼能够“听懂”的命令，促使体外骨骼作出正确的反应。

这是一种还在研究当中的技术，该技术能够帮助普通人获得异于常人的力量，还能有助于脊髓损伤患者、中风患者或多发性硬化症和大脑性麻痹患者进行器官恢复。

让我们通过2家体外骨骼生产企业来进一步了解体外骨骼技术。

体外骨骼生产商HULC

HULC，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先进的机器人外骨骼，旨在增强士兵的力量和耐力以及减少运输负荷造成的受伤。

工作原理

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。

试验功能

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。

后续研发

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。

洛克希德・马丁公司目前还在不断地改进这种HULC系统，以使美国士兵起码可以负载约100千克的重物，提高他们有效完成任务的能力。

体外骨骼生产商筑波Cyberdyne公司

日本筑波大学Cybernics实验室的科学家和工程师们，研制出了世界上第一种商业外骨骼机器人(Hybrid Assistive Leg，HAL)，准确地说，是自动化机器人腿：“混合辅助腿”。这种装置能帮助残疾人以每小时4公里的速度行走，毫不费力地爬楼梯，HAL机器腿的运动完全由使用者通过自动控制器来控制，不需要任何操纵台或外部控制设备。HAL由背囊、内装计算机和电池的一组感应控制设备、4个电传装置(对应分布在髋关节和膝关节两侧)组成。这种帮助人行走的外骨骼动力辅助系统，配备较多的传感器，如角辨向器、肌电传感器、地面传感器等，所有动力驱动、测量系统、计算机、无线网络和动力供应设备都装在背包中，电池挂在腰部，是一个可佩戴的混合控制系统，根据生理反馈和前馈原理研制的动力辅助控制器可以调整人的姿态，使其感到舒适。

日本科学家为研制这种外骨骼机器人，综合运用了各种科学技术，如控制论、机械电子学、生物学、医学、信息学、电子学、物理学、数学等。

体外骨骼，除开其在医学上的应用之外，何玺更看好其在人类日常生活中的前景，它将让人类摆脱力量束缚，将科幻变为现实。

值得期待！