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【科普中国军事科技】电影《流浪地球》中的外骨骼已经在现实中存在

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《流浪地球2》再一次让人们为国产科幻电影喝彩。在影片中出现的各式科幻装备,也自然成了影迷、军迷的谈资。作为一部科幻电影,《流浪地球2》的装备却极具“现实”色彩。比如,在电影中频频出现的人体外骨骼,无论是建筑施工的工人,还是搬运装备的勤务人员,再或者执行战斗任务的军事人员,外骨骼似乎成了《流浪地球2》时代的通用装备。《流浪地球》中的外骨骼,有大量的现实装备的影子。

图注:这是一种有体外延申的外骨骼,属于有动力的外骨骼设备

在现实生活中,外骨骼正在逐渐走近我们,无论是军事应用还是生产生活,都在探索外骨骼的发展之路。外骨骼从用途上可以分为民用和军用两大范畴,从动力方面可以分为有动力和无动力两类,而有动力的外骨骼还可以根据是否搭载人工智能再分类,可以说细分明确,发展脉络繁多。电影《流浪地球》让我们真实看到了外骨骼的不同应用场景。

无论哪种类型的外骨骼,其目的都是增强和改善人体的功能或能力。生活中,外骨骼可以为肢体残障人士或机体失能的老人恢复肢体功能,帮助他们康复、恢复生活自理能力。在工作中,尤其是需要高强度体力劳动的工人,可以通过外骨骼提升搬运能力,降低劳动强度,提供额外保护,降低受伤风险。在军事领域,外骨骼的探索和应用更多,可以提高战士的战场环境适应能力,减轻作战疲劳,降低体力消耗,延长作战时间,减少作战伤亡。比如,我国在积极研究和测试的外骨骼,可以在恶劣地形情况,尤其是在高原、山地地区,车辆、飞机等运输工具受到很大局限的复杂地形和气候条件下,通过外骨骼增强人体的运动、攀爬和搬运能力,即使是海拔3500米以上地区,使用无动力源外骨骼的人员,在活动时也可以节省5%-10%的体力,而站立不动时甚至可以节省70%以上的体力,极大的提升了单兵在恶劣环境中的作战能力。这种无动力外骨骼,目前一般采用碳纤维等材料,总重轻、抗冲击性能好,单人即可穿脱装备,在各种环境下都不受电源等动力限制,可以持续使用。

图注:看似是一种简单的能力增强型外骨骼,有动力和无动力皆可,减少成本可以做无动力款,穿着方便,对人体做辅助增强

而使用有动力的外骨骼,更可实现人体功能的飞跃式提升。通过动力控制,外骨骼可以搭配气动、杠杆和液压等系统,提供辅助力量,提高人体极限,让人员力量倍增、动作更迅敏、耐力更持久,帮助人员从高处飞跃而不受伤,轻松拿起几十公斤的重物毫不费力。有动力的外骨骼更为复杂,在辅助人体动作时,通过对人体的动作识别、肌肉信号判断进行动作匹配和动力输出与身体联动。

图片说明:这是两种外骨骼,区别较明显,一种有明显的附加功能,另一种多半只是人体能力增强的基础版本

有了电力,外骨骼还可以从传统的人体机能增强,向智能辅助更进一步。搭配环境传感器和人工智能处理系统,可以提高战场的环境感知、信息情报收集处理和识别能力,提升人员的战场反应力,增加作战效能减少伤亡。信息同步到指挥网络,可以增强战场指控效率,缩短指控与协调时间。具有远程通信能力和人工智能系统的外骨骼甚至可以通过指挥网络及自身系统为每个单兵提供敌人技战术和战场环境发展变化预判,改变未来战争的作战样式。

图片说明:《流浪地球1》中的外骨骼,明显可以由单兵使用活力更强的武器装备,没有外骨骼支撑一般单兵很难独立手持使用重型武器

当然,外骨骼除了靠自己改变未来,它还可能会催生其他改变。目前的战争模式、武器装备性能在一定程度上受制于人类的身体极限,比如人的持续作战能力和身体所能承受的极限阈值等,影响着战争烈度、武器装备的作战性能。通过外骨骼提升人体能力极限,结合人与机械、人与智能的融合,可能催生更多武器装备发展,如枪械可以回归对更高初速、更大杀伤效果和更远射程的追求,而不再受使用者对枪械后坐力和武器重量的承受限制。当然,未来也许还会有穿着智能外骨骼的作战人员,作为节点或边缘中心,控制、指挥更多的无人智能化武器装备作战,减少一线人员投入,避免伤亡损失。无论现在还是未来的哪种外骨骼,都可以有效提升作战能力,降低训练成本和时间,减轻作战人员身体负荷,赋能作战、后勤、卫勤部门提高效率。

外骨骼的广泛应用和低成本化,也可以改变未来生活,尤其是在老龄化社会,外骨骼可以提升肢体失能老人的生活质量,赋能残障人士,协助他们康复和训练,展现出更多的社会价值,让“科技改变生活”从科幻电影走进现实。

作者简介:田春园,中国指挥与控制学会会员,开创军事及时政评论栏目《田煜观点》,发表过大量安全战略、军事防务分析、军事科技、军事理论等文章,受聘进行国家安全战略形势讲座

出品:科普中国

监制:光明网科普事业部

作者:田春园

策划:金 赫

内容资源由项目单位提供

评论
无限探索者
大学士级
外骨骼正在逐渐融入我们的生活。相信未来,机械外骨骼在推动人类社会进步,改善生活品质等方面,起到重要作用,让科技改变生活成为现实。
2023-02-05
华科普
大学士级
让“科技改变生活”:从科幻电影走进现实,为现实提供服务!
2023-02-05
内蒙古四子王旗
大学士级
《流浪地球2》中的“外骨骼”机器人,早已从科幻走向现实。多次出现的“外骨骼”近年来正逐步开启商业化。
2023-02-05