动力外骨骼

出现在科幻小说中的机械设备
动力外骨骼,最初出现在科幻小说中的机械及电子设备,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。这项技术已经有二十多年的历史,但是出于技术原因,这些装置现在还没有广泛应用,只在实验室或者试验场里闪闪发亮。

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。

发展历程