摘自:课堂内外初中版·科学少年
2023年11月第3周刊
(总第1165期)
文/沉舟舟
编辑/山雨
电影《钢铁侠》中,男主角穿上机械战衣化身超级英雄拯救世界;《流浪地球》里,刘启使用机械手臂拉开被封锁的铁门;《蝙蝠侠》中,布鲁斯·韦恩“变身”后与超人进行对决……这些科幻作品中使得主角们变强大的装备都是外骨骼机器人。
了解外骨骼
在聊外骨骼机器人之前,我们先了解一下什么是外骨骼。我们人类的皮肤是柔软的,支撑身体的骨骼被皮肤和肌肉包裹在我们体内。而常见的甲虫、螃蟹、虾等动物,体表都覆盖着一层坚硬的外壳,这层外壳就是外骨骼,是一种能对生物柔软内部器官进行支持和保护的外部结构,这些动物也叫外骨骼生物。螃蟹的外骨骼不但能保护它免受其他动物撕咬,它强有力的大钳子还能用作武器夹紧猎物。世界上最大的陆生螃蟹椰子蟹甚至能够徒手开椰子!
外骨骼机器人的应用
科幻电影中的外骨骼机器人上天入地无所不能,在现实中这项科技还远没有那么厉害,虽然在不断发展中,但仍然面临着较大的瓶颈,目前主要用于军事、工业和医疗领域。
军事上外骨骼机器人能够增强士兵的负重能力,减轻负重压力和疲劳损伤。穿上外骨骼后,那些需要几个人抬的装备、武器,一个人就能扛起来;士兵在负重行走时感觉重物背在身上没什么重量,在长时间行军过程中不感觉劳累,大大提升了作战能力。
工业上外骨骼机器人可用于物流分拣、工厂生产、建筑搬运、石油勘探等领域,辅助工人完成高强度和高危险度的工作,提高工人的工作效率,减轻负荷,降低身体受伤的风险。
医疗上外骨骼机器人可以用于行走辅助。它能帮助瘫痪的人再次获得站立、行走的能力,也可以辅助中风患者慢慢学习如何行走。此外,外骨骼机器人也可用于上肢的康复训练,比如肌肉锻炼、恢复训练等。