DARPA的野望
美国军方一直在关注动力外骨骼的研究,但外骨骼关键的电池和自动化控制技术直到21世纪才有了突破。2000年国防高级研究计划局(DARPA)开始资助动力外骨骼的研制,目的是最终获得一种能帮助士兵负重、行走、搬运的实用化外骨骼。
2000年美国一家名为Sarcos的小公司在DARPA的资助下开始研究动力外骨骼,2006年该公司的XOS方案通过DARPA的批准,开始制造原型机。XOS的动作灵敏度要远高于之前的任何外骨骼,紧贴身体表面的传感器能直接感应到穿着者的动作幅度和力度,电脑通过计算后实时控制相应的液压动作器输出合适的幅度和力度。XOS的力量放大倍数为10倍,也就是举起90千克重物时的感受重量只有9千克,而且能连续举50-500次。但XOS依靠自身电池的续航时间只有40分钟。

全套XOS外骨骼
2007年11月美国军火巨头雷神公司收购了Sarcos,开始研制第二代XOS 2外骨骼。XOS 2分为作战型和后勤型两种型号,作战型只有腿部和腰部附件,后勤型增加了双臂助力。XOS 2后勤型的重量仅有68千克,和一代相比更快更有力,电力消耗也只是一代的一半。XOS 2向实用化迈进了一步,被美国时代杂志列为2010年的50大发明之一。

XOS 2后勤型
XOS的竞争对手是洛克希德•马丁公司与加州大学伯克利分校联合研制的人类负重外骨骼系统(HULC)。HULC仅重24公斤,能让穿戴者在负重90公斤的情况下以10公里/小时的速度在任何地形行走一小时,未来只需一块燃料电池就能持续工作超过72小时。HULC没有双臂助力,在提举重物时只能通过胸前的吊臂进行。洛克希德预计在2014年可以量产HULC,预定售价25000美元。

全套HULC

身穿HULC的士兵越障

HULC提取重物
随着动力外骨骼技术的逐渐成熟,为外骨骼加上盔甲制造出动力盔甲已经是水到渠成的事情。雷神公司已经在设计第三代XOS 3动力盔甲系统,盔甲由模块化铝合金和复合材料制成,液压管路统统遮蔽在内部,从而大大提高人员和系统的生存力。

典型的动力外骨骼下肢结构













