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【新奇特】未来战场机器人系列之外骨骼机器人

编辑:hanlish2014-05-04 浏览次数:716

机器人作战以往都是科幻小说、漫画或电影中的情节。随着《终结者》中的T800/T1000机器人、《星球大战》中的C-3PO/R2-D2机器人、《机械公敌》中的NS-5机器人广受关注,机器人专家预言:科幻小说将会在本世纪变成现实,机器人士兵将彻底成为未来战场的主角。

小编近几期会为大家梳理下未来机器人战场可能出现的一系列机器人以及机器人装置

1 外骨骼机器人/可穿戴机器人/机械战甲/机械骨骼

鉴于机器的智能水平在将来很久一段时间无法超越人类智能,和人类士兵融为一体的机械骨骼机器人将在未来的十到二十年内逐渐成为未来陆地战场的主角之一。通过液压电力驱动的外骨骼机器人将赋予穿戴者超人般的力量和速度,使他们成为战无不胜的超级战士。

A 代表产品之 Tactical Assault Light Operator SuitTALOS)战甲

漫画中托尼·史塔克的钢铁侠套装确实很碉堡,但是从第一台原型机到最近的较为完美版本,中间过了几十年时间,付出了无数过度机型的代价。美国陆军也打算开发出自己的超级士兵外套,不出所料的话,美军也要付出相当的代价和时间才能开发出像样的产品。美国海军上将William McRaven近日抖出重磅炸弹:美军最早将于今年6月测试钢铁侠外套。即便是史塔克,也会认为研发进度非常之快。

去年十月Dvice曾经报道过美国军方想要制造钢铁侠外套的新闻,如果今年6月就能做出测试品,开发进度还不到1年。实际上,六月份的测试版只是极少数不接电的套装,只是用于前期测试。测试内容包括耐久性和运动是否方便。


 


 

第一版套装(TALOS,战略突击轻型战斗员套装)数量这么少,其中一点原因是美国军方还在等待大量合作伙伴对套装的草案进行修改。除此之外,还有56家公司、16家政府机构、13所大学和10所国家实验室签署了TALOS合作协议。美国特种作战司令部还计划推出“Monster Garage”计划,不管你是技工还是有自己开发的武器的怪人,都会被邀请参与开发套装元件。所以美国军方有如此多的合作伙伴,还有未来无数轮的测试,美国特种作战司令部表示,战术攻击轻甲将会接受严苛测试,可望在2018年8月应用在战场上,「一旦获得成功,这套装甲衣将给特种部队士兵的战场生存和作战能力带来革命性变化。」

另外,据了解,TALOS装甲衣包括具备夜视能力的360度摄影镜头、检测身体损伤的感测器,如果使用者受伤,盔甲将自动提供热量、空气和氧气,并释放修复伤口的泡沫;同时,能帮助使用者止血的项目也在设计中。

据悉,装甲衣也很可能运用「液态金属」技术,透过电流与磁场的感应作用,这种材料能在1毫秒内固化,以抵挡子弹或爆炸碎片袭击;另外,这套系统还将包括一个显示士兵周边环境资讯的萤幕

 

B 代表型号之 (Human Universal Load Carrier) HULC外骨骼
 

Human Universal Load Carrier (HULC),是美国洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)旗下的伯克利仿生科技公司(Berkeley bionics)开发的军用动力外骨骼。他们的目标是“让士兵在战斗中能够额外携带200磅的负重,并以10英里每小时的速度高速行进”。HULC先进的机器人外骨骼,旨在增强士兵的力量和耐力以及减少运输负荷造成的受伤。

试验显示,穿上HULC后能够明显降低人体对氧气的消耗量。据统计,在试验人员穿戴上HULC并背负36.7千克重的物资以每小时3.2公里的速度行进时,其对氧气的消耗量量可比不穿HULC时减少大约15%。而对氧气的消耗量增大,会比较容易导致疲劳。

HULC动力源为两块总重量3.6千克的锂聚合物电池。在一次充满电后,HULC可保证穿着者以4.8公里/小时的速度背负90千克重物持续行进一个小时。而穿着HULC的冲刺速度则可达到16公里/小时。

洛克西德·马丁公司表示HULC的灵活性非常强,穿戴它的士兵可以轻松地奔跑、行走、下跪、深蹲、匍匐,不会有任何的不便。而且驱动HULC的燃油发电机重量很轻,完全可以由HULC自身背负,加满燃油的HULC可以连续行进24小时,足以胜任一般的战斗任务。

目前,HULC的主要定位是战斗辅助系统。在它的帮助下,士兵可以轻松愉快地举起大口径炮弹之类沉重的物品,在复杂地形下使用重型武器,从而极大地提高作战效率。而洛克西德·马丁还表示,考虑到HULC的承载能力远远超过普通人类,他们将会以HULC的骨架为基本架构,为其增加防护装甲和各种传感器,从而打造一种全新的、以城市和山野等复杂地形为主要战场的新型单兵装备。

洛克希德·马丁公司目前还在不断地改进这种HULC系统,以使美国士兵起码可以负载约100千克的重物,提高他们有效完成任务的能力。


 

C 代表型号之 HybridAssistiveLeg(HAL)商业外骨骼机器人

 

日本筑波大学Cybernics实验室的科学家和工程师们,研制出了世界上第一种商业外骨骼机器人(HybridAssistiveLeg,HAL),准确地说,是自动化机器人腿:“混合辅助腿”。这种装置能帮助残疾人以每小时4公里的速度行走,毫不费力地爬楼梯,HAL机器腿的运动完全由使用者通过自动控制器来控制,不需要任何操纵台或外部控制设备。HAL由背囊、内装计算机和电池的一组感应控制设备、4个电传装置(对应分布在髋关节和膝关节两侧)组成。这种帮助人行走的外骨骼动力辅助系统,配备较多的传感器,如角辨向器、肌电传感器、地面传感器等,所有动力驱动、测量系统、计算机、无线网络和动力供应设备都装在背包中,电池挂在腰部,是一个可佩戴的混合控制系统,根据生理反馈和前馈原理研制的动力辅助控制器可以调整人的姿态,使其感到舒适。

日本科学家为研制这种外骨骼机器人,综合运用了各种科学技术,如控制论、机械电子学、生物学医学信息学、电子学、物理学、数学等。

除HAL“混合辅助腿”外,日本还研制成功了一种全身性外骨骼机器人。神奈川理工学院研制的“动力辅助服”(PowerAssistSuit)可使人的力量增加0.5-1倍,使用肌肉压力传感器分析佩戴者的运动状况,通过复杂的气压传动装置增加人的力量。事实上,这种装置最初是为护士研制的,用来帮助她们照料体重较大或根本无法行走的病人。


 

看来,在外骨骼机器人研制方面,民用项目走在了军用项目的前面。尽管至今尚未见到有士兵佩戴机械腿行走,但军用外骨骼机器人正在逐渐成为现实,当然,由于一些技术参数,如工作延续性、尺寸重量、反应速度等,还远远达不到“万能士兵”的要求,要想使外骨骼机器人真正用于行军打仗还需要一定时间的等待。

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