人体外骨骼系统来了，拥有“钢铁侠”盔甲不再是梦

还记得《钢铁侠3》中，小罗伯特·唐尼饰演的主人公托尼·斯塔克在空中引爆的36套钢铁铠甲吗？

当时，也就是《复仇者联盟》中的纽约战役后，钢铁侠的生活遭到强敌严重破坏，在无路可退的情况下，托尼·斯塔克依靠设计精良的高科技装备——钢铁铠甲，最终战胜了强敌。

现在，这样高科技的钢铁铠甲不再只是电影中的想象，只是现实中它的名字变了，科研人员称其为人体外骨骼。

目前，人体外骨骼的应用已经相当普遍，从战场到工厂，再到整形外科和物理康复，都有它的身影。

最新一期的《经济学人》中就介绍了人体外骨骼的最新进展。人体外骨骼是将人造骨头和肌肉穿戴在人体外面，起到辅助和保护的作用。

看了上图是不是觉得人体外骨骼根本没有必要，长期负重还会对人体造成伤害？实际情况却恰恰相反。

《经济学人》指出，士兵身体81%的部分没有得到防弹衣和头盔的保护，而目前一个美国军人的装备负重是50kg，这几乎超过美国陆军科学委员会规定负重的2倍。有了人体外骨骼后，则能帮助士兵减轻负重，同时还能起到保护作用。现在这样的装备无论是在战场上还是战场外的使用都在增加。

最先进的人体外骨骼装备是由美国佛蒙特州一家叫修订军事（Revision Military）公司生产的装备。该款装备的全名为人动操控服（KOS：Kinetic Operations Suit）。对于一个士兵来说，这套操控服给了他三倍的保护，却只给他的运动增加了一点点的负担。

人造脊椎将头盔的重量分散到肩膀上的铠甲上。铠甲的重量保护了士兵的躯干，即通过其他人造脊椎将重量转移到臀部和腿部。这样一来就减轻了他颈部和背部的所有重量，颈部和背部是人类骨骼中最薄弱的环节。但士兵的腿部还是需要承受额外的重量。为了解决这个问题，KOS使用钛铝装置，同时加上铠甲来降低下肢。电动马达通过服装用的线连入加速器和嵌在服装里的传感器上，这样一来士兵在移动腿部时就能移动这些轴承。

根据曾在修订军事公司工作的前特种部队士兵布莱恩·道林的采访，该系统既灵活又强大到足以帮助佩戴者满载跨越崎岖地形。目前，包括美国在内的一些国家军队正在评估这个系统。

《经济学人》还介绍了另外一套目标更加野心勃勃的军用外骨骼系统，这套系统由特种部队自行开发。该项目的承包商中有美国国防建设行业中最响亮的名字，例如通用动力、洛克希德马丁公司和雷神公司。有趣的是，这其中还包括了设计科幻电影《钢铁侠》中铠甲的好莱坞特效公司Legacy Effects。这些公司拿出了被称为战术突击灯操作服的装备（Tactical Assault Light Operator Suit，简称TALOS），这套装备的简称是古希腊神话中一个神秘动物的名称。

TALOS的重量将是穿戴者的2倍，这样的重量能防弹。同时，这套衣服还提供了冷却系统；一组监控穿戴者生理状况的传感器和超人般的力量。根据特种作战司令部负责人General Joseph Votel的话，这套装备的结果将具备“举世无双的战术能力”。

《经济学人》称，TALOS的原型应用可能得等到2018年，它的战争版至少还要等十年。即使是修订军事公司制造的稍微温和的系统，要适应战争也得等好几年。在此期间，世界其他各国军队都在寻找无动力的人体外骨骼系统。

澳大利亚国防部设计的被动式可穿戴外骨骼

例如澳大利亚国防部设计的被动式可穿戴外骨骼，能将士兵负重的2/3直接转移至地面。这套系统重量不到3千克，配有两条简易鲍登线（即能够在独立外壳内移动的钢缆）。鲍登线通常用于提供一种拉力（如摩托车的离合器），由于这些缆线的外壳能够起到固定作用，防止缆线发生卷曲，使其还能提供一种推力（如舰船的转向控制）。正是借助这一特性，被动式可穿戴外骨骼才能将负重从背包转移至地面。另外，这些缆线是柔性的，能够随穿戴者弯曲，不会妨碍穿戴者的动作范围。而且，如果不需要这些缆线，可以简单拆卸并放入背包携行。

另外，美国历史上最为知名的一家军工企业——洛克希德马丁公司则已经向外界展示了自己的FORTIS军/民两用外骨骼。这款外骨骼的一个重要优势就是能够适配穿着者的身高和体型，帮助穿着者搬起重达16公斤的物品，而不需要穿着者自身花费太多力气，因为外骨骼可以自动追踪穿着者的动作。

目前洛克希德马丁公司已经在FORTIS框架下开发了两套不同的外骨骼，并且已经拿到了美国国防部的订单，将会在佛吉尼亚州和华盛顿州两个美国海军造船厂开展测试实验。

汽车制造商业也在加入这个行业。今年早些时候，奥迪和戴姆勒公司就与瑞士的Noonee合作，开发一款名叫“隐形椅子”的产品。这项产品主打舒适服贴，由铝和碳纤维材料所制作，重量只有2公斤，当使用者需要椅子的时候，只要将双膝弯曲，做出“坐椅子”的姿势就会启动设备，蹲到某个角度就能自动锁定支架，“空气椅”也就完成了。在其未被激活时，你可以正常走路，甚至跑动。而按下按钮后，它可以迅速锁定你指定的位置，然后让你坐下，如同那里有一把椅子一样。

最后，除了公司在研究人体外骨骼系统，一些大学也有自己的研究，包括加拿大多伦多的里尔逊大学和著名的卡内基梅隆大学。其中卡内基梅隆大学设计的“协助行走离合器”（Walking Assist Clutch）可模仿人类控制腿的方式，让人保持平衡。

他们通过研究人类的反射行为和其他神经肌肉控制系统，设计出该平衡控制系统，并且在仿真实验室中进行过实验，结果证明该系统能让人在不平坦的地面步态平稳，即使倾斜或遇到推力也能很快从中恢复平衡。

最后，《经济学人》指出，人体外骨骼的未来研发很有可能不在动力版本的系统上，而在于市场应用前景广阔的医疗辅助领域和生活中。以欧盟为例，目前正在跨国开发一个名为机器人伴侣（Robo-Mate）的项目，资金达到1500万欧元。该项目包括上下两个外骨骼动力系统，能减少90%的负重量。最早的实验对象是菲亚特公司，第二个是法国的INDRA公司。这套系统希望能帮助流水线上的工人，减轻他们的工作负担。

也不单只有机器人伴侣项目，从松下的Activelink公司再到意大利的机器人技术实验室，目前都在开发体外骨骼系统，希望能帮助工人减轻工作负担。

ReWalk

当然，对于那些截瘫的人，人体外骨骼系统能给其带来最大改变。现在无论是以色列公司生产的ReWalk机器人，还是克利夫兰当地生产的人工骨盆运动器，都能附在人体外部，帮助佩戴者行走，能让其在一个小时的时间内，在电池耗尽前，帮助其爬上楼梯。

2012年以来，ReWalk机器人已经在欧洲上市，美国的上市时间是2014年。美国的派克汉尼汾公司的产品在今年11月份已经批准在欧洲上市，美国也指日可待。

外骨骼系统的用途非常广泛，一些系统能在战场上起到作用，但有时候，对于平常人来说，能帮助他们征服一节楼梯就够了。