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说起“机械外骨骼”这个词，许多朋友会听得云里雾里，但若是说到《星际争霸》里的步兵战斗装甲或是漫画《机动战士高达》的机动装甲，大家就会恍然大悟，原来就是那些能将我们凡人瞬间变成超人的神奇装甲！不过随着科技的不断发展，各种神奇的机械外骨骼已经从游戏、漫画中走出来，进入了现实的世界。
机械外骨骼的发展
其实“机械外骨骼”最初的概念类似于昆虫的外骨骼，能够穿在人的身上给人提供某种相应的帮助，比如保护人们不受到伤害，通过额外的动力或能力来增强人体自身的机能等等。它需要一套轻盈的动力系统，能够连续几天提供充足的电源能量。它还需要小巧强大的人工肌肉，以及一套复杂的动作控制系统，可以行动灵敏、反应迅速。“机械外骨骼”就好像人们的机械影子，能够读懂人们的一举一动，及时地模仿他的每个动作。其中电影《钢铁侠》中的钢铁衣，就是机械外骨骼的典型范例。而在电影《异形》、《黑客帝国》中，也出现过各式各样的机械外骨骼。
“机械外骨骼”的灵感其实正是来源于当年美国知名的漫画《钢铁侠》。漫画的主人公建造了一件金属铠甲，穿上它的人就成为一个所向披靡的“铁人”。在漫画里面“铁人”的速度超过了喷气飞机，可以轻而易举举起1000吨的重物，当然还可以闯入重重设防的电脑。虽然当时的美国军方也注意到这一点，但是当时还不存在实现这个构想的技术条件。直到2000年，五角大楼国防高级研究计划署才开始为期7年，投资数千万美元的机械外骨骼研究计划，这个研究项目被命名为“EHPA”。其实早在1995年，美国陆军上校杰克·奥布瑟克就参与了外骨骼研究。他认为随着感应器日益变小以及功能更全面，处理器速度加快，他和其他支持者有理由相信机械外骨骼有可能成为现实。
第一件真正意义上的机械衣XOS建造于2002年，不过当时它没有任何的动力。开发小组建造它的目的，是证明外骨骼能像人体一样自如行动。当一名工程师穿上机械衣以后，尝试做了各种复杂的动作，比如踢球、跑步、爬进汽车驾驶室。通过这一系列实验后，又在恰当的地方采用了一些关节。
2003年研究小组开始用水压驱动传动器做人工肌肉。另一位外骨骼研究者认为，XOS对水压装置的依赖最终将导致它的失败。因为水压装置太耗电。他认为电传动器比较好，因为它们消耗能量与行动相符。虽然XOS在举重项目上令人刮目相看，但并没有达到五角大楼国防高级研究计划署的全部目标。不过由于它最接近五角大楼的构想，因此还是脱颖而出，成为美军批准进入下一阶段研究的全身外骨骼。
XOS最有力的竞争者是一台医疗设备，但位于太平洋彼岸的日本。2004年日本机器人专家山海嘉之创建了一个叫Cyberdyne的公司，推销他的全身机械外骨骼HAL-5。它没有采用XOS式的压力感应器，而是把感应器附着到穿着者身上，从而接收人体肌肉发出的信号内容，以确定人们下一步的行动意图。这套机械外衣的控制系统能够学习、模仿穿着者的自然姿态。这意味着至少需要30分钟时间，两者才能做到基本上协调一致，而不能指望一穿上就行动自如。但是HAL-5的主要用途是充当康复治疗辅助工具和护士的助手，所以半个小时的培训时间不构成问题。穿上这套电池驱动的大力服后，护士们能轻松抱起粗壮的病人，仿佛抱小孩一样轻松。
外骨骼的军事应用
2010年第二代外骨骼机械装“XOS2”研发出来，虽然此设计重达90公斤，但军人穿上它后，不但可轻易搬起百斤重物，还能活动自如。相较于先前发布的“XOS1”外骨骼机械装，“XOS2”版本的机械装更轻巧也更强壮，不但能轻易地举起约100公斤的重物，还可重复击穿3英寸(约7.62厘米)厚的木板。这相当于综合了两三人的工作量，不但可减轻士兵的疲劳程度，还能让战略执行效率加倍。“XOS2”由一系列传感器、传动装置以及控制器所构成，并由高压液压驱动，且耗电量也比上一代降低50%。
另外根据俄罗斯《陆军指南》2011年6月30日报道，美国的洛克希德·马丁公司研制的加固型“HULC人体负重外骨骼”，目前正在美国陆军纳蒂克士兵研究、发展和工程中心进行生物力学测试，本次测试作业基于士兵反馈意见的外骨骼发展规划。“人体负重外骨骼”由洛克希德·马丁公司研制，它是一种模仿人体结构特点设计的外骨骼装置，采用电池供电和液压驱动，利用单一电池充电器便能够使穿戴者背负约91千克(200磅)重物在全地形条件下步行20千米。穿戴“人体负重外骨骼”后，士兵能够完成爬行、深蹲、行走和上半身提举重物等一系列动作。人体负重外骨骼配有先进的微型计算机，以便与士兵的动作保持一致。人体负重外骨骼是一种创新方案，既可提高士兵的持久作战能力，又可降低士兵受伤的风险。
外骨骼的民间应用
2010年，新西兰一家公司发明了全球首对“仿生机械腿”，安装在下身瘫痪者的腿上，能支撑身体，帮助他们重新站起来。借助它使用者可以轻松地站立、行走，甚至上下楼梯和斜坡。这种仿生机械腿名为“Rex”，由Rex Bionics公司发明。发明者利特尔和欧文观看电影《异形》时，看到女主角里普利穿上机器外骨骼，从中得到启发。这种装置重量为38公斤，由一个轻便充电池提供动力，充电一次可全天使用。
另外，加利福尼亚的伯克利仿生研究所，发布了名为“eLEGS”的机械外骨骼。和REX类似，这款机械外骨骼主要是为了帮助残疾人士摆脱轮椅的束缚，使他们可以在站立的姿势下行走。eLEGS穿在衣服外边，只要是能独立使用轮椅的人，都可以独立穿上或脱下eLEGS。站立起来后内置电脑将通过传感器，观察使用者的姿势。随后它会根据这些姿势确定使用者的意图，并提供实时辅助。外骨骼除了帮助截瘫人士行走外，还可以帮助暂时无法站立的人锻炼他们的肌肉和神经系统。
在2011年的7月，日本筑波大学公布一款名为“混合辅助机械套装”的机械外骨骼。该套装通过垫片与身体的特殊部位相连接，能够探测到微弱的生物电信号，垫片与肢体运动相一致。当使用者穿着该套装试图移动时，从大脑释放的神经信号将通过运动神经元传输至肌肉组织，最终将产生肌骨系统的移动。已有两个孩子的残疾人Seiji Uchida正是使用这种最新研制的神经控制外骨骼结构，使自己的力量增强了十倍，成功地登上了法国圣米歇尔山。
相信不久的将来，只存在与科幻电影中那人机一体的进化，将不仅仅是编辑们的幻想。
机械外骨骼的发展
其实“机械外骨骼”最初的概念类似于昆虫的外骨骼，能够穿在人的身上给人提供某种相应的帮助，比如保护人们不受到伤害，通过额外的动力或能力来增强人体自身的机能等等。它需要一套轻盈的动力系统，能够连续几天提供充足的电源能量。它还需要小巧强大的人工肌肉，以及一套复杂的动作控制系统，可以行动灵敏、反应迅速。“机械外骨骼”就好像人们的机械影子，能够读懂人们的一举一动，及时地模仿他的每个动作。其中电影《钢铁侠》中的钢铁衣，就是机械外骨骼的典型范例。而在电影《异形》、《黑客帝国》中，也出现过各式各样的机械外骨骼。
“机械外骨骼”的灵感其实正是来源于当年美国知名的漫画《钢铁侠》。漫画的主人公建造了一件金属铠甲，穿上它的人就成为一个所向披靡的“铁人”。在漫画里面“铁人”的速度超过了喷气飞机，可以轻而易举举起1000吨的重物，当然还可以闯入重重设防的电脑。虽然当时的美国军方也注意到这一点，但是当时还不存在实现这个构想的技术条件。直到2000年，五角大楼国防高级研究计划署才开始为期7年，投资数千万美元的机械外骨骼研究计划，这个研究项目被命名为“EHPA”。其实早在1995年，美国陆军上校杰克·奥布瑟克就参与了外骨骼研究。他认为随着感应器日益变小以及功能更全面，处理器速度加快，他和其他支持者有理由相信机械外骨骼有可能成为现实。
第一件真正意义上的机械衣XOS建造于2002年，不过当时它没有任何的动力。开发小组建造它的目的，是证明外骨骼能像人体一样自如行动。当一名工程师穿上机械衣以后，尝试做了各种复杂的动作，比如踢球、跑步、爬进汽车驾驶室。通过这一系列实验后，又在恰当的地方采用了一些关节。
2003年研究小组开始用水压驱动传动器做人工肌肉。另一位外骨骼研究者认为，XOS对水压装置的依赖最终将导致它的失败。因为水压装置太耗电。他认为电传动器比较好，因为它们消耗能量与行动相符。虽然XOS在举重项目上令人刮目相看，但并没有达到五角大楼国防高级研究计划署的全部目标。不过由于它最接近五角大楼的构想，因此还是脱颖而出，成为美军批准进入下一阶段研究的全身外骨骼。
XOS最有力的竞争者是一台医疗设备，但位于太平洋彼岸的日本。2004年日本机器人专家山海嘉之创建了一个叫Cyberdyne的公司，推销他的全身机械外骨骼HAL-5。它没有采用XOS式的压力感应器，而是把感应器附着到穿着者身上，从而接收人体肌肉发出的信号内容，以确定人们下一步的行动意图。这套机械外衣的控制系统能够学习、模仿穿着者的自然姿态。这意味着至少需要30分钟时间，两者才能做到基本上协调一致，而不能指望一穿上就行动自如。但是HAL-5的主要用途是充当康复治疗辅助工具和护士的助手，所以半个小时的培训时间不构成问题。穿上这套电池驱动的大力服后，护士们能轻松抱起粗壮的病人，仿佛抱小孩一样轻松。
外骨骼的军事应用
2010年第二代外骨骼机械装“XOS2”研发出来，虽然此设计重达90公斤，但军人穿上它后，不但可轻易搬起百斤重物，还能活动自如。相较于先前发布的“XOS1”外骨骼机械装，“XOS2”版本的机械装更轻巧也更强壮，不但能轻易地举起约100公斤的重物，还可重复击穿3英寸(约7.62厘米)厚的木板。这相当于综合了两三人的工作量，不但可减轻士兵的疲劳程度，还能让战略执行效率加倍。“XOS2”由一系列传感器、传动装置以及控制器所构成，并由高压液压驱动，且耗电量也比上一代降低50%。
另外根据俄罗斯《陆军指南》2011年6月30日报道，美国的洛克希德·马丁公司研制的加固型“HULC人体负重外骨骼”，目前正在美国陆军纳蒂克士兵研究、发展和工程中心进行生物力学测试，本次测试作业基于士兵反馈意见的外骨骼发展规划。“人体负重外骨骼”由洛克希德·马丁公司研制，它是一种模仿人体结构特点设计的外骨骼装置，采用电池供电和液压驱动，利用单一电池充电器便能够使穿戴者背负约91千克(200磅)重物在全地形条件下步行20千米。穿戴“人体负重外骨骼”后，士兵能够完成爬行、深蹲、行走和上半身提举重物等一系列动作。人体负重外骨骼配有先进的微型计算机，以便与士兵的动作保持一致。人体负重外骨骼是一种创新方案，既可提高士兵的持久作战能力，又可降低士兵受伤的风险。
外骨骼的民间应用
2010年，新西兰一家公司发明了全球首对“仿生机械腿”，安装在下身瘫痪者的腿上，能支撑身体，帮助他们重新站起来。借助它使用者可以轻松地站立、行走，甚至上下楼梯和斜坡。这种仿生机械腿名为“Rex”，由Rex Bionics公司发明。发明者利特尔和欧文观看电影《异形》时，看到女主角里普利穿上机器外骨骼，从中得到启发。这种装置重量为38公斤，由一个轻便充电池提供动力，充电一次可全天使用。
另外，加利福尼亚的伯克利仿生研究所，发布了名为“eLEGS”的机械外骨骼。和REX类似，这款机械外骨骼主要是为了帮助残疾人士摆脱轮椅的束缚，使他们可以在站立的姿势下行走。eLEGS穿在衣服外边，只要是能独立使用轮椅的人，都可以独立穿上或脱下eLEGS。站立起来后内置电脑将通过传感器，观察使用者的姿势。随后它会根据这些姿势确定使用者的意图，并提供实时辅助。外骨骼除了帮助截瘫人士行走外，还可以帮助暂时无法站立的人锻炼他们的肌肉和神经系统。
在2011年的7月，日本筑波大学公布一款名为“混合辅助机械套装”的机械外骨骼。该套装通过垫片与身体的特殊部位相连接，能够探测到微弱的生物电信号，垫片与肢体运动相一致。当使用者穿着该套装试图移动时，从大脑释放的神经信号将通过运动神经元传输至肌肉组织，最终将产生肌骨系统的移动。已有两个孩子的残疾人Seiji Uchida正是使用这种最新研制的神经控制外骨骼结构，使自己的力量增强了十倍，成功地登上了法国圣米歇尔山。
相信不久的将来，只存在与科幻电影中那人机一体的进化，将不仅仅是编辑们的幻想。