单兵动力外骨骼装备：从科幻走向实战

外骨骼装备，这种由发动机、电池或液压系统提供能量输出，附带外部防护装甲和人工智能系统，以增加穿戴者力量、速度、耐力、反应力和防护力的骨骼框架机器，近年来受到各国军队青睐，不断研发升级并逐步列装部队。未来战场上，穿戴单兵动力外骨骼装备的士兵如同“超级战士”一样，拥有非凡的作战能力。

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单兵动力外骨骼装备：从科幻走向实战

■刘俊彪

穿戴外骨骼装备的美士兵

加拿大研发的超轻士兵外骨骼系统，这套系统包括柔性脊柱、滑动腰带、腿部支撑架，没有手臂附件

近日美陆军研究实验室总结2019年十大科技进展，将士兵-机器人编队列于首位。无独有偶。美陆军作战能力发展司令部前不久向美国防部提交《2050年机械战士：人机融合与国防部的未来》报告，也强调外骨骼装备在支持士兵作战中的重要作用。外骨骼装备，这种由发动机、电池或液压系统提供能量输出，附带外部防护装甲和人工智能系统，以增加穿戴者力量、速度、耐力、反应力和防护力的骨骼框架机器，近年来受到各国军队青睐，不断研发升级并逐步列装部队。未来战场上，穿戴单兵动力外骨骼装备的士兵如同“超级战士”一样，拥有非凡的作战能力。

单兵运动更加灵活

外骨骼装备包括力传感器、感知判断装置、控制装置、传动执行装置和驱动装置，能够帮助单兵在高负荷状态下行走、上下坡或匍匐前进。2000年美军启动 “增强人体机能外骨骼”计划，并在持续研发中逐渐突破关键性技术。外骨骼装备在传感器塑造的神经系统帮助下，能够适时获取单兵运动信息，判断其下一步动作是抬腿还是伸腿，从而做出协调一致的反应，其仿人形的结构设计，则保证人机交互过程中的安全和穿戴者的舒适性。未来战场上，穿戴外骨骼装备的单兵，可以不借助任何工具，跳跃通过铁丝网、反坦克壕、三角桩等传统障碍物，或者轻松攀爬高墙或楼房。

单兵作战距离更长

外骨骼装备的驱动技术包括液压驱动、气压驱动和电动机驱动，这些技术的融合保证外骨骼能够“动”起来，高效能源和能源管理技术则使外骨骼系统动力更持久。目前美国海军、海军陆战队和特战部队装备的动力外骨骼，可以承载90千克重的装备并以每小时4.8千米的速度行进。美国洛-马公司研究报告显示，在不久的将来，一块充电器可以使负重的外骨骼装备持续工作72小时，并且通过收集外骨骼装备运动时产生的能量为队友装备的主电池充电。未来战场上穿戴动力外骨骼装备的士兵受能源限制小，且机动灵活、战场视野宽，加挂多种武器后，可与机器人、无人战斗车辆编组，代替传统坦克、装甲车执行机动突击任务。

单兵防护和生存能力更高

外骨骼装备在要害部位加装轻质复合装甲，不仅提高穿戴舒适度，单兵还可以利用外骨骼良好的负重性能挂载装甲等，使单兵防护能力得到加强。国外一些最新的外骨骼装备中，还内设可实时收集士兵脉搏、血压和呼吸频率等数据的传感器，加装检测生化制剂的装备，后方救助系统可以实现实时监测，掌握士兵战场情况，为士兵提供远程及时救治，并可以远程操作，使外骨骼装备变色，融入战场环境。由于外骨骼装备为士兵提供了良好的内外部防护，现有的炮火对单兵的杀伤力将削弱。

单兵作战更加智能

单兵外骨骼装备实质是一种增强人体能力的可穿戴智能系统，随着智能控制技术的运用，已经由最初的机械装置，加载信息耦合、移动计算等技术，并拥有诸多功能。近年来外军推出的单兵外骨骼装备更智能，人机交互更友好，穿戴者能够清晰体验到“身随意动”的人机一体感。加载智能控制技术的外骨骼芯片，除能够根据穿戴者信息分析运动规律，下达正确的辅助运动指令外，还具备感知、分析和决策能力。

当前无人作战虽尚未普及，但随着智能技术、自动化技术的成熟应用，人和武器装备完美结合的智能化外骨骼装备将有望走向战场。“赋能”后的单兵可以与空中侦察卫星、预警机、直升机和地面装甲战斗车辆、海上战斗舰船联为一体，实现耳聪目明，战斗力成倍增长。