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    外骨骼研究

     杯中的月亮 2019-04-25



      外骨骼研究者的世界狹小、秘密、不乏明爭暗斗。雖然,可能并不了解對手裝置的工作原理,仍然會不失時機地冷嘲熱諷。最常見的攻擊方法是,“你問他打算怎么提供動力。”XOS和美國實驗室中其他兩套比較領先的外骨骼試圖從不同的角度攻克這個難題。雅各布森決定,首先建造一套相當能干的衣服,然后再鉆研如何給它提供4至24小時動力(Darpa提出的最低動力要求)。在我所見的所有演示中,詹姆森和XOS都連接著一個水力泵,通過它從外部電源獲得電能。這套衣服可以用電池驅動,但是每次只能工作40分鐘。另外兩位外骨骼研究者———麻省理工學院的休·赫耳教授和加州大學伯克萊分校的哈馬甬·卡茲魯尼———已經開始解決動力問題。 

      赫耳正試圖建造一臺腳力驅動的機器,盡可能節省能源———啟動時只需2瓦特,相當于便攜收音機的耗能———但卻能支持穿戴者所背負80磅重量的80%.目前的設計由于會影響穿著者的步態,穿上后消耗能量比沒有穿時略多。但是,赫耳相信,在不久的未來,他能夠改進機械結構,讓機器最終幫助節省而不是消耗穿著者的體力。最終,他設想這套裝置被用于娛樂,周末時,人們穿著它去爬山,奔跑一天也不覺得累。如果說赫耳的設想還比較遙遠,卡茲魯尼則向我暗示,在解決動力方面,他已經走到一半。 

      卡茲魯尼說他的“人載重器”(HULC)下肢外骨骼可以連續工作20小時。它使穿著者能背負100磅重物,但卻少消耗15%的氧氣。 

      卡茲魯尼的裝置還不能對外演示。他只肯透露該系統的原理類似混合動力汽車。混合動力車轉化剎車產生的能量用于給電池充電。HULC利用步行者換腳時地面傳回的能量。行走這一動作本身就足以產生源源不斷的動能。目前,他已獲得國家標準和技術學院提供的200萬美元經費,用于改進系統。最終,HULC將幫助有行動障礙的人恢復行走。“這不是一臺戰爭機器,”他說,“我們的機器可能替代輪椅。” 

      XOS最有力的競爭者也是一臺醫療設備,但是位于太平洋彼岸的日本。2004年日本機器人專家山海嘉之創建了一個叫Cyberdyne的公司(和電影《終結者》中導致機器人革命的公司同名),推銷他的全身機械外骨骼HAL-5.它沒有采用XOS式的壓力感應器,而是把感應器附著到穿著者身上,接收他(她)的肌肉信號,以確定他的行動意圖。這套機械外衣的控制系統能夠學習、模仿穿著者的自然姿態。這意味著,至少需要30分鐘時間,兩者才能協調一致———不能指望一穿上就行動自如。但是,HAL-5的主要用途是康復治療輔助工具和護士的助手,所以半個小時的培訓時間不構成問題。穿上這套電池驅動的大力服后,護士們能輕松抱起粗壯的病人,仿佛抱小孩一樣輕松。山海嘉之已開始將HAL-5出租給顧客。

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