【科普中國(guó)軍事科技】電影《流浪地球》中的外骨骼已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)中存在

《流浪地球2》再一次讓人們?yōu)閲?guó)產(chǎn)科幻電影喝彩。在影片中出現(xiàn)的各式科幻裝備，也自然成了影迷、軍迷的談資。作為一部科幻電影，《流浪地球2》的裝備卻極具“現(xiàn)實(shí)”色彩。比如，在電影中頻頻出現(xiàn)的人體外骨骼，無(wú)論是建筑施工的工人，還是搬運(yùn)裝備的勤務(wù)人員，再或者執(zhí)行戰(zhàn)斗任務(wù)的軍事人員，外骨骼似乎成了《流浪地球2》時(shí)代的通用裝備?！读骼说厍颉分械耐夤趋?，有大量的現(xiàn)實(shí)裝備的影子。

圖注：這是一種有體外延申的外骨骼，屬于有動(dòng)力的外骨骼設(shè)備

在現(xiàn)實(shí)生活中，外骨骼正在逐漸走近我們，無(wú)論是軍事應(yīng)用還是生產(chǎn)生活，都在探索外骨骼的發(fā)展之路。外骨骼從用途上可以分為民用和軍用兩大范疇，從動(dòng)力方面可以分為有動(dòng)力和無(wú)動(dòng)力兩類，而有動(dòng)力的外骨骼還可以根據(jù)是否搭載人工智能再分類，可以說(shuō)細(xì)分明確，發(fā)展脈絡(luò)繁多。電影《流浪地球》讓我們真實(shí)看到了外骨骼的不同應(yīng)用場(chǎng)景。

無(wú)論哪種類型的外骨骼，其目的都是增強(qiáng)和改善人體的功能或能力。生活中，外骨骼可以為肢體殘障人士或機(jī)體失能的老人恢復(fù)肢體功能，幫助他們康復(fù)、恢復(fù)生活自理能力。在工作中，尤其是需要高強(qiáng)度體力勞動(dòng)的工人，可以通過(guò)外骨骼提升搬運(yùn)能力，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提供額外保護(hù)，降低受傷風(fēng)險(xiǎn)。在軍事領(lǐng)域，外骨骼的探索和應(yīng)用更多，可以提高戰(zhàn)士的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)能力，減輕作戰(zhàn)疲勞，降低體力消耗，延長(zhǎng)作戰(zhàn)時(shí)間，減少作戰(zhàn)傷亡。比如，我國(guó)在積極研究和測(cè)試的外骨骼，可以在惡劣地形情況，尤其是在高原、山地地區(qū)，車輛、飛機(jī)等運(yùn)輸工具受到很大局限的復(fù)雜地形和氣候條件下，通過(guò)外骨骼增強(qiáng)人體的運(yùn)動(dòng)、攀爬和搬運(yùn)能力，即使是海拔3500米以上地區(qū)，使用無(wú)動(dòng)力源外骨骼的人員，在活動(dòng)時(shí)也可以節(jié)省5%-10%的體力，而站立不動(dòng)時(shí)甚至可以節(jié)省70%以上的體力，極大的提升了單兵在惡劣環(huán)境中的作戰(zhàn)能力。這種無(wú)動(dòng)力外骨骼，目前一般采用碳纖維等材料，總重輕、抗沖擊性能好，單人即可穿脫裝備，在各種環(huán)境下都不受電源等動(dòng)力限制，可以持續(xù)使用。

圖注：看似是一種簡(jiǎn)單的能力增強(qiáng)型外骨骼，有動(dòng)力和無(wú)動(dòng)力皆可，減少成本可以做無(wú)動(dòng)力款，穿著方便，對(duì)人體做輔助增強(qiáng)

而使用有動(dòng)力的外骨骼，更可實(shí)現(xiàn)人體功能的飛躍式提升。通過(guò)動(dòng)力控制，外骨骼可以搭配氣動(dòng)、杠桿和液壓等系統(tǒng)，提供輔助力量，提高人體極限，讓人員力量倍增、動(dòng)作更迅敏、耐力更持久，幫助人員從高處飛躍而不受傷，輕松拿起幾十公斤的重物毫不費(fèi)力。有動(dòng)力的外骨骼更為復(fù)雜，在輔助人體動(dòng)作時(shí)，通過(guò)對(duì)人體的動(dòng)作識(shí)別、肌肉信號(hào)判斷進(jìn)行動(dòng)作匹配和動(dòng)力輸出與身體聯(lián)動(dòng)。

圖片說(shuō)明：這是兩種外骨骼，區(qū)別較明顯，一種有明顯的附加功能，另一種多半只是人體能力增強(qiáng)的基礎(chǔ)版本

有了電力，外骨骼還可以從傳統(tǒng)的人體機(jī)能增強(qiáng)，向智能輔助更進(jìn)一步。搭配環(huán)境傳感器和人工智能處理系統(tǒng)，可以提高戰(zhàn)場(chǎng)的環(huán)境感知、信息情報(bào)收集處理和識(shí)別能力，提升人員的戰(zhàn)場(chǎng)反應(yīng)力，增加作戰(zhàn)效能減少傷亡。信息同步到指揮網(wǎng)絡(luò)，可以增強(qiáng)戰(zhàn)場(chǎng)指控效率，縮短指控與協(xié)調(diào)時(shí)間。具有遠(yuǎn)程通信能力和人工智能系統(tǒng)的外骨骼甚至可以通過(guò)指揮網(wǎng)絡(luò)及自身系統(tǒng)為每個(gè)單兵提供敵人技戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境發(fā)展變化預(yù)判，改變未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的作戰(zhàn)樣式。

圖片說(shuō)明：《流浪地球1》中的外骨骼，明顯可以由單兵使用活力更強(qiáng)的武器裝備，沒(méi)有外骨骼支撐一般單兵很難獨(dú)立手持使用重型武器

當(dāng)然，外骨骼除了靠自己改變未來(lái)，它還可能會(huì)催生其他改變。目前的戰(zhàn)爭(zhēng)模式、武器裝備性能在一定程度上受制于人類的身體極限，比如人的持續(xù)作戰(zhàn)能力和身體所能承受的極限閾值等，影響著戰(zhàn)爭(zhēng)烈度、武器裝備的作戰(zhàn)性能。通過(guò)外骨骼提升人體能力極限，結(jié)合人與機(jī)械、人與智能的融合，可能催生更多武器裝備發(fā)展，如槍械可以回歸對(duì)更高初速、更大殺傷效果和更遠(yuǎn)射程的追求，而不再受使用者對(duì)槍械后坐力和武器重量的承受限制。當(dāng)然，未來(lái)也許還會(huì)有穿著智能外骨骼的作戰(zhàn)人員，作為節(jié)點(diǎn)或邊緣中心，控制、指揮更多的無(wú)人智能化武器裝備作戰(zhàn)，減少一線人員投入，避免傷亡損失。無(wú)論現(xiàn)在還是未來(lái)的哪種外骨骼，都可以有效提升作戰(zhàn)能力，降低訓(xùn)練成本和時(shí)間，減輕作戰(zhàn)人員身體負(fù)荷，賦能作戰(zhàn)、后勤、衛(wèi)勤部門(mén)提高效率。

外骨骼的廣泛應(yīng)用和低成本化，也可以改變未來(lái)生活，尤其是在老齡化社會(huì)，外骨骼可以提升肢體失能老人的生活質(zhì)量，賦能殘障人士，協(xié)助他們康復(fù)和訓(xùn)練，展現(xiàn)出更多的社會(huì)價(jià)值，讓“科技改變生活”從科幻電影走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

作者簡(jiǎn)介：田春園，中國(guó)指揮與控制學(xué)會(huì)會(huì)員，開(kāi)創(chuàng)軍事及時(shí)政評(píng)論欄目《田煜觀點(diǎn)》，發(fā)表過(guò)大量安全戰(zhàn)略、軍事防務(wù)分析、軍事科技、軍事理論等文章，受聘進(jìn)行國(guó)家安全戰(zhàn)略形勢(shì)講座。

出品：科普中國(guó)

監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

作者：田春園

策劃：金 赫