我们谈到了什么,外骨骼
不用电池的外骨骼也不是啥新鲜东西啊,本来外骨骼就分为动力外骨骼和被动外骨骼。一般意义上的外骨骼则是战斗用有源外骨骼。目前有几个项目为康复中心设计了训练辅助工具(LOPES外骨骼,Lokomat,模块化机器人外骨骼UniExo,CAPIO和步态训练器,HAL5)。
外骨骼是什么?
动力外骨骼(也称为动力装甲,动力装甲,exoframe,hardsuit,或exosuit)是一种佩带的移动式机器是由一个系统提供动力的电动马达,气动装置,控制杆,液压,或技术的组合,能够运动,增加使用者的力量和耐力。通用电气公司和美国武装部队在20世纪60年代共同开发了一种与人体运动相结合的移动式机器——第一个真正意义上的外骨骼。
这套装备被命名为Hardiman,由液压和电力提供动力,使佩戴者能够将其力量放大25倍,因此举起25公斤就像在没有西装的情况下举起一公斤一样容易。力反馈使佩戴者能够感受到被操纵的力量和物体。1986年,Monty Reed创建了一个名为LIFESUIT的外骨骼原型,Monty Reed是一名在降落伞事故中折断背部的美国陆军士兵,在医院康复期间,他阅读了罗伯特海因莱因的科幻小说《星河战队》。
海因莱因对移动步兵装甲的描述给了他设计了LIFESUIT的灵感。LIFESUIT从2001年开始第一代生产,目前已经是第14代(LS14),可以在完全充电的情况下行走1.6公里,并携带92公斤负荷。越来越多的外骨骼应用在军事上,减少士兵疲劳和提高作战能力,使士兵在跑步或爬楼梯时携带重物(40-300千克),甚至更重的装甲和武器,同时降低新陈代谢速度或保持相同的速度和更多的携带能力。
外骨骼在医疗方面有什么运用?
1.辅助康复行动。通过提供辅助技术来帮助患者步行,恢复由于疾病/意外而失去的运动功能,从而改善使用者的生活质量。外骨骼也可应用于中风或脊髓损伤患者康复领域。这种外骨骼有时也被称为步康复机器人。一个外骨骼可以减少所需治疗师的数量,并且可以针对每位患者专门定制。目前有几个项目为康复中心设计了训练辅助工具(LOPES外骨骼,Lokomat,模块化机器人外骨骼UniExo,CAPIO和步态训练器,HAL 5)。
康复外骨骼可以最大限度地提高患者的运动量,从而提供更严格的恢复治疗。里士满加州Ekso仿生学公司开发了Ekso GT,它融合了这种能力——SmartAssist软件允许物理治疗师独立改变对每条腿的装置支持 - 从全功率支持到无支持步行 - 从而满足患者的特定需求。这种能力使得Ekso GT能够更大范围覆盖患者:从完全不能使用双腿到轻微损伤。
2.医疗护理。面对即将出现的医疗专业人员短缺以及越来越多的老年护理人员,日本工程师团队开发了外骨骼,旨在帮助护士抬起并携带患者。德国人工智能研究中心开发了两种通用动力外骨骼CAPIO和VI-Bot。远程操作和功率放大是主要运用功能。它可用于提高手术过程中的精确度,或帮助护士移动重病人。Ekso Bionics目前正在开发和制造智能动力外骨骼仿生装置,可作为可穿戴机器人捆绑在一起,以增强截瘫患者的力量,移动性和耐力。
在军事领域目前有实战的外骨骼吗?
一般意义上的外骨骼则是战斗用有源外骨骼。这一技术最大的问题主要有三方面:能源,动力和操控。在能源方面,战斗外骨骼需要提高单次充能续航力,以行进较远的轻量化能源设备为基础。不能重量太大挤占战斗载荷,这给工程设计人员出了很大的难题。现有的能提供能源的设备无外乎内燃机和电池,内燃机噪音较大,电池储能密度不足,所以在新型能源设备出现以前,只能是研究适合的战术应用或者作为技术储备,难以大规模应用。
在动力方面,目前的外骨骼主要有三种,液压作动筒,电机和气动,气动肯定是没法用在战斗外骨骼上,剩下两个无论是哪个,都需要有很快的反应速度和精度,而且在战斗中需要承受各种冲击,对于战士来说,磕磕碰碰顶多疼痛青肿,但是在这种电机和作动筒上,稍有变形就是丧失了使用价值,要么抛弃,要么更换部件。在战斗中显然不能懈怠太多配件的,所以这些设备的耐用性也需要经过长时间的测试。
越是精密的设备越容易出现故障,配合精度高往往意味着容错率小。在控制方面,既然是外骨骼,就意味着不需要人对其进行过多的操控,若是需要操控控制杆和踏板的话,就不叫外骨骼而是工程机械了。理想的外骨骼应该能随使用者的心意,不需要额外操控。以挖掘动作为例,现在操控挖掘机完成“挖掘”动作,驾驶员需要使用操纵杆完成这几个步骤:转向到目标,抬起挖掘臂,伸出去,下降,挖回来。
人体增强外骨骼或动力机甲实现的难题有哪些?
非常多,只举一个很小的点:关节灵活性。灵活性是一个设计问题。人的关节,如臀部和肩膀,是球窝关节,身体内的旋转中心。外骨骼使用一系列外部单轴铰链点精确地匹配该球窝关节的运动是困难的,这限制了佩戴者的柔韧性。一个单独的外部球形接头可以用在肩部或臀部旁边,但是这会形成一系列与穿用者骨骼结合的平行杆。当外球接头在其运动范围内旋转时,膝关节/肘关节的位置长度将变长并缩短,导致与穿用者身体的关节不对齐。
可以允许穿着者与穿着者对齐的这种滑动,或者可以设计穿着者移动时在穿着者辅助下伸展和缩短穿着者的四肢,以保持膝盖/肘关节对齐。更精确的自由轴运动的部分解决方案是一个空心球形球形接头,它包围人体关节,人体关节作为空心球的旋转中心。围绕这个关节的旋转可能仍然是有限的,除非球形关节由多个板组成,当人球关节移动通过它的全部运动范围时,这些板可以扇出或堆叠到自身上。
由于脊柱实际上是一堆有限运动的球关节,所以脊柱的灵活性是另一个挑战。外部单轴铰链没有简单的组合,可以很容易地匹配人体脊柱的整个运动范围。脊柱后面的外部球形关节链可以执行近似逼近,但它又是平行杆长度问题。从腰部向前倾斜,西装肩关节将压入穿着者的身体。从腰部向后倾斜,西装肩关节将脱离穿着者的身体。同样,可以允许这种与穿着者身体对齐的对齐,或者可以设计该套服以随着穿着者移动而在助力下快速拉长或缩短外骨骼脊柱。
俄罗斯展示不用电池的士兵外骨骼系统,这和军用的电力外骨骼有多大区别?
不用电池的外骨骼也不是啥新鲜东西啊,本来外骨骼就分为动力外骨骼和被动外骨骼。而且被动外骨骼已经在医疗恢复,工程等领域应用了,这套东西无非就是把使用者背负的装备搁在外骨骼上,然后重量通过一套刚性连接传递到接触地面的支架上(鞋子)因为这货没有动力,功能就是设备负重的转移,比方你是个机枪手,背包可以挂在外骨骼上,机枪可以通过绳子吊在外骨骼上,减轻自己的负重。
在未来战争中以外骨骼为士兵的战甲和单兵驾驶的巨大机甲哪个实战价值比较大?
两者是相互补充的关系。就像现在的步兵与坦克之间的关系。单兵战甲只是单兵能力的提升,它能全面提升单兵的负重、耐力、防护、机动等方面的能力,但受体积、能耗的方面的限制,不可能提升太多。你能想象单兵抗着120坦克炮开炮的场景吗,即使能抗得动,巨大的后坐力也不是单兵机甲能抵消的。大型机甲可以凭借巨大的体积,安装大型火炮,大型引擎和厚重的装甲,承担活力输出的角色,发货和现代坦克类似的作用因此两者是相辅相成的作用,在未来战争中缺一不可,而不是谁更重要。
未来战争中、动力外骨骼、动力装甲和大型机动兵器,你更看好哪个?有什么优势?
这三款武器如今算是科幻界机甲类的三大支柱般的存在了,当今世界很多武器公司对此也都有一定研究,目前美国纳提克陆军士兵系统中心就在研究这方面的东西,我个人的话是比较倾向于外骨骼的,原因无他,因为灵活!为什么这么说呢?这就要说到导弹了!不管是在现代战争中也好,还是未来战争也罢,导弹始终是不可缺少的,这种武器不仅攻击距离远,精准度也高!因此在战争中往往是主要的攻击手段!这个时候我们来对比一下三种武器,外骨骼和动力甲属于是小型目标,一般不会成为导弹这种武器的目标,但机甲就不一样了,虽然我本人也很喜欢高达,但事实上机甲并不能做到日式机甲所展现出来的那种灵活度,更多的还是欧美机甲那种比较笨重的存在,因此一旦遇到多枚导弹攻击的话可能会被炸成碎片!未来,性能更强的战斗机才是主角!唯一有点可能的是Macros s那样的可变式机甲,但是这又涉及到材料上的问题,目前已知的材料中并没有材料能够承受那种高强度的拉伸,所以说我个人并不看好机甲!再来说说动力甲与外骨骼吧!这两者孰强孰弱还真不好说!因为一个追求的是士兵本身的防护性能,还有一个追求的则是身体的灵活性,这两者我认为未来都会出现在战场上!动力甲因为可以使用重型火力的武器,在据点战的时候将发挥出坦克般的效果,而外骨骼的因为灵活性好,速度快,紧随动力甲突入应该效果不错,就像坦克与步兵那样!当然了,这些都只是脑洞,毕竟不到那一天谁都不知道到底会是什么样的!大家要有什么看法欢迎下面一起讨论!。
外卖小哥穿戴机械外骨骼送外卖,一次可送100斤,这个实用性以及市场前景怎么样?
最近网上放出了一张外卖小哥身背三个外卖盒子的照片,这三个外卖盒子如果装满了外卖的话,估计会有好几十斤甚至上百斤。不得不说,两大神秘组织美团与饿了么可以说是才人辈出。瘦弱的体格居然能背这么多外卖盒子,确实是有些常人难以思议。仔细一看,瘦弱的体格能背下这么多的外卖盒子其实是靠一件神器‘机械外骨骼’,这个相信很多网友都应该听过这个,说白了就是利用机械力量帮助普通人获得更大的力量,正常一个机械外骨骼可以帮助普通人提起几百斤的重物。
夜色的一个朋友就是研究‘机械外骨骼’的博士,这个外卖小哥在机械外骨骼的加持下,背着重物却感觉好像没有背东西一样。机械外骨骼确实是在重体力劳动中非常有用的一个工具,不过对于机械外骨骼在外卖行业的应用,夜色并不看好。因为机械外骨骼穿上比较麻烦,而且组装起来也不简单。而外卖行业需要的是速度并不是力量,外卖小哥在骑电动车的时候也无法穿着机械外骨骼,在送外卖的时候外卖小哥一般也都很少有爬楼的情况,就算爬楼其实机械外骨骼也帮不上多大忙。
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