各國“超級戰(zhàn)士”呼之欲出
我們對于外骨骼的感性了解，更多來自于科幻電影與軍事游戲中?！睹魅者吘墶分械闹匦屯夤趋馈ⅰ稑O樂空間》里的戰(zhàn)斗外骨骼等，除能有效提升士兵奔跑速度和負(fù)重能力外，還裝配有肩扛式火箭彈、小口徑機(jī)炮等武器。軍事游戲《使命召喚》中甚至還體現(xiàn)出外骨骼系統(tǒng)的模塊化、多元化和通用化思想。這些想法雖然略顯科幻，但真實(shí)反映了單兵外骨骼的研制方向。
在經(jīng)歷了20世紀(jì)60年代的笨重“雛形”后，外骨骼從20世紀(jì)80年代開始進(jìn)入到快速發(fā)展階段。尤其是近年來隨著新材料和相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，世界上已有20多個(gè)國家和地區(qū)相繼投身單兵外骨骼系統(tǒng)研究，各國的“超級戰(zhàn)士”也早已向著實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用方向加速發(fā)展。
美國是單兵外骨骼研究的“急先鋒”。早在2012年9月，美國陸軍就接收了一批改進(jìn)型的“人體負(fù)重外骨骼”系統(tǒng)用于測試。“人體負(fù)重外骨骼”能讓士兵在負(fù)重90公斤情況下，以每小時(shí)10公里的速度在任何地形上快速行進(jìn)，甚至還能與士兵完美“附體”。穿戴有這種外骨骼的“超級戰(zhàn)士”，可以毫不費(fèi)力地舉起大口徑炮彈之類的重物，完成爬坡、跨障、深蹲、匍匐等動作更是不在話下。
此外，美國還研制出采用全身盔甲式結(jié)構(gòu)的外骨骼系統(tǒng)。這種外骨骼系統(tǒng)防護(hù)能力和負(fù)重能力驚人，穿戴者在絲毫感覺不到有額外負(fù)擔(dān)的情況下，可將91公斤重物反復(fù)舉起幾百次，還能在負(fù)重狀態(tài)下輕松完成數(shù)百次俯臥撐。目前，美國國防部高級研究計(jì)劃局正在研制更為新潮的“勇士織衣”作戰(zhàn)服，將傳統(tǒng)外骨骼變成可穿在身上的柔軟衣物，不但設(shè)計(jì)簡單、耗能極低，且穿戴使用尤為方便。
在軍用外骨骼領(lǐng)域，俄羅斯、法國和以色列等國也后勁十足。俄羅斯早在2015年就嘗試配發(fā)裝備有第二代外骨骼的“勇士”單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可有效分擔(dān)士兵身上大約95%的負(fù)荷，初步實(shí)現(xiàn)了與數(shù)字化單兵武器系統(tǒng)的集成。2017年，俄羅斯公開展示了一套鈦制外骨骼原型機(jī)，該機(jī)外形因酷似電影《星球大戰(zhàn)》中的“暴風(fēng)突擊隊(duì)”而受到廣泛關(guān)注。法國研制的“大力神”外骨骼系統(tǒng)可根據(jù)任務(wù)需要靈活配置模塊。
單兵“外掛”何時(shí)才能走向戰(zhàn)場
穿戴外骨骼的士兵，在野戰(zhàn)條件下能夠跑得更快、走得更遠(yuǎn)、跳得更高、搬運(yùn)重物更輕松，就連防護(hù)子彈和爆炸物碎片的能力都有望像坦克裝甲一樣強(qiáng)大。據(jù)悉，美軍TALOS戰(zhàn)術(shù)突襲裝甲或?qū)⒂诿髂杲桓妒褂?，這也意味著穿戴有外骨骼的“超級戰(zhàn)士”即將走向戰(zhàn)場。
其實(shí)，外骨骼系統(tǒng)的發(fā)展成熟還面臨著諸多技術(shù)難題。早期的外骨骼主要采用鋼、鋁等金屬材質(zhì)，為有效減輕系統(tǒng)自重，外骨骼正向著鈦合金、復(fù)合材料等方向發(fā)展。綽號“第三只手”的輔助機(jī)械臂就主要由碳纖維材料制成。外骨骼系統(tǒng)也對計(jì)算機(jī)控制、人工智能和傳感器等提出了較高要求。如果外骨骼材料不夠堅(jiān)固輕巧、系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度太慢、動作太笨拙、傳感器分辨能力不足，都無法真正有效地“解放”士兵的雙手。同時(shí)，電源動力也是制約外骨骼發(fā)展應(yīng)用的重要因素。目前使用的供電電池普遍存在體積重量大、功率小、續(xù)航時(shí)間短等問題。
就目前技術(shù)發(fā)展水平看，單兵外骨骼最有可能優(yōu)先應(yīng)用于后勤運(yùn)輸、營房維護(hù)、裝備修理等非戰(zhàn)斗場合。同時(shí)，對于受傷的士兵，外骨骼可有效幫助他們恢復(fù)行動能力乃至戰(zhàn)斗能力。目前已經(jīng)出現(xiàn)了被稱作步行復(fù)原機(jī)器人的外骨骼。在民用領(lǐng)域，外骨骼還可廣泛應(yīng)用于消防、救災(zāi)等場合，甚至還可在殘疾人、老年人輔助行走等領(lǐng)域大顯身手。
未來，隨著新能源、新材料、人工智能等技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，單兵外骨骼勢必愈發(fā)完善成熟，向著防護(hù)水平高、運(yùn)動能力強(qiáng)、增加健康監(jiān)測以及與數(shù)字化單兵武器系統(tǒng)相融合等方向發(fā)展。一旦單兵“外掛”成功“上線”，未來的每一名士兵都將成為戰(zhàn)場上智勇雙全的“超級戰(zhàn)士”。
