变身钢铁侠

民用动力外骨骼能帮助需要复健的患者更快站起来，甚至实现变身钢铁侠的梦想

谁不想成为托尼・史塔克?他聪明，有钱，艳遇不断，而且还是世界上最强大的个人武器的主人。当他穿上那套钢铁战农时，迅如战机，力能扛车，和坦克正面交锋也毫无惧意。

钢铁侠不好当。盔甲不仅仅是几块坚硬的金属片，还包含了复杂的机电装置和感应系统。虽然我们在漫画和电影中只看到机械战甲光鲜的表面，但表面下隐藏的复杂性让科学家和工程师们已经头痛了数十年。

在工程界，钢铁侠的机器战衣有一个听起来很酷的名字：动力外骨骼。外骨骼这个词是用来描述一些小型动物身体表面的那层硬壳，而动力外骨骼则是指穿戴在身上的、能帮助人更快、更有力、更坚固的机械及电子设备。这项技术已有近五十年的历史，但直到最近才开始有了能够推向市场的产品。就在8月，日本Cyberdyne公司开始了一项新计划，向外出租他们的动力外骨骼系统HAL：两条腿的版本每月租金2200美元，如果只用一条腿，每月1500美元。

Cyberdyne是日本筑波大学的机器人专家三阶吉行和他的同事们在2004年创建的公司，主营业务就是民用领域的动力外骨骼。他们的产品叫做HAL，是“混合辅助义肢”的英文缩写。这种白色涂装，看起来像是从高达系列里走出来的机器，主要用于医疗领域，包括帮助残障者行动和伤患复健，以及为护士们助力。穿上HAL的人虽然不能飞起来，甚至也不能快跑，但是最少可以通过自己的意图缓缓行走。

在民用方面，动力外骨骼的发展比军方更快一些，当然军方也不甘落后。早在1960年，通用电气就开始了动力外骨骼的研究，当时开发的设备只有一只手。2000年，Sarcos的XOS系统从14个类似的装备中脱颖而出，被美国国防部高级研究计划署选中，打算应用在军队中。这项研究在高级研究计划署的资金支持下迅速发展，有望在近期进行战场实验。

动力外骨骼最大的难点是要在极短的时间内判断出使用者的动作意图，并给予恰如其分的帮助。一般来说，动力外骨骼通过传感器来收集使用者的活动信息，信息传递给信息处理器，然后启动相应的机械部件来输出能量。在机械外骨骼中可以使用的传感器种类很多，包括角辨向器、肌电传感器、地面传感器和肌肉压力传感器等。现在比较成熟的军用动力外骨骼采用肌肉压力传感器来收集用户动作――当收紧肌肉时，动力外骨骼与皮肤接触的传感器收集肌肉收紧的强度和方向，从而感应到操纵者的动作意图。HAL采用的是肌电传感器，通过贴在皮肤表面的接收电机来获取电信号。

无论怎样获得用户意图，它都会把收集到的数据资料传达给信息处理器――基本上是台电脑。这台电脑会计算如何移动外骨骼让使用者用力最小，然后再把指令传递到相关的关节，通过关节内部的液压机构传动装置产生精确的力量，从而做到与人的动作同步。当然，实际上还是有一点时滞的，但在现代信息技术的帮助下，机械外骨骼以每秒数千次的速度调整全身每一个关节，让使用者几乎察觉不到它的存在。

很明显，这种技术大有可为。而当我们习惯动力外骨骼时，也许就会觉得它和一件其他的衣服没什么区别。