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《钢铁侠》这类的电影大热,体现了人类对外骨骼技术的追捧。在现实世界中,人类从未停止探索如何利用外部设备来强化人类的身体能力。机器人专家和工程师们十分看好机械外骨骼技术,对相关应用也十分期待。不过,在外骨骼技术正式成为解剖学的一部分之前,还有一些相关问题亟待解决。

1、电力问题:人体是能够高效利用能源的,不过机械外骨骼是由机械运动部件构成的。有了充足且能够移动的电源,机械外骨骼才不会给使用者带来压力。目前,人类仍在探索这项技术。

2、反应能力:在使用发动机时,应确保发动机能够迅速回应用户的动作,以防影响用户迈步。但是,如果外骨骼服移动过快,可能会导致四肢过分延展,用户易受重伤。图为美国洛克希德马丁公司(世界军用飞机市场的领军企业)开发的机械外骨骼。

3、烦琐的技术:研究人员一直在探索,不断采用各种方式改进发动机和液压系统,以便外骨骼更加轻便、灵活。此外,另一个问题是,在不伤害人的前提下,机械外骨骼怎样才能在各种环境中都良好运行。为解决这一问题,人类或许有必要尝试嵌入式防撞系统。图为Ekso Bionics生产的机械外骨骼。

4、失败率:军用或医用外骨骼常常关乎生死。因此,研究人员面临的问题是:如何降低这些机械装置的失败率,才能确保各个运转部件保持灵活,经久耐用。图为美国洛克希德马丁公司与美国海军共同测试的机械外骨骼。

5、神经信号:大脑接口方面的问题在于:机械外骨骼要通过神经元才能感知到神经信号。筑波公司研发的“混合辅助肢体”(HAL)采用的是这样的系统:该系统通过皮肤感知到弱生物医学信号,然后试着辅助、支持使用者的行动。

6、神经接口:通过机械外骨骼扩展人体最佳的方式,莫过于将机械外骨骼直接接入人脑。未来,若想研发出一款高效、非干预式的接口是很困难的。不过,就目前的经验来看,一顶干燥的脑电波帽或许是第一步。图为美国休斯顿大学中,下身瘫痪患者在尝试带有脑神经接口的机械外骨骼。

7、小众研究:随着外骨骼领域的发展,人类的发展也面临着更多的可能性。不过专家估计,人类至少还要15至20年才能造出能够解决全部问题的机械外骨骼,而不是那些受到限制的、需要特制的机械外骨骼。

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