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在电影《钢铁侠》中，美国军火大亨托尼·斯塔克研制了一种刀枪不入、力大无穷，还能自由在空中飞行的“钢铁侠”动力装甲，人们通常会认为那是很远的未来才能实现的技术。而在现实中，与之类似的单兵外骨骼技术已在本世纪初取得了关键性突破，其实际应用前景已非常显著。据《解放军报》报道，南京军区南京总医院日前研发了一款单兵外骨骼系统，令士兵变身为“钢铁侠”。而这样的技术在我国正在迅速发展，并在医疗用途方面取得的一定的成绩。未来的单兵装甲和外骨骼系统是什么样的？ 法国概念艺术家Nivanh Chanthara近日绘制了一组未来单兵装甲和外骨骼系统的概念插画，我们可以看到，未来的单兵在装备单兵装甲和外骨骼系统之后，简直就是一辆会走路的装甲车。
外骨骼原来指的是为生物提供保护和支持的坚硬的外部结构，而外骨骼技术发源于上世纪60年代的美国，结合了人的智能和机器人机械能量。在现代战场上，士兵单兵负重正越来越大。而随着未来单兵机动力、防护力、进攻力和信息力的发展，必然使得单兵负重不断增加，甚至超出人体承受能力。
而采用外骨骼技术的机器人可以使士兵携带更多的武器装备，并能够增强士兵的行军能力，从而有效提高单兵作战能力；在民用领域，外骨骼机器人可以广泛应用于登山、旅游、消防、救灾等需要背负沉重的物资、装备而车辆又无法使用的情况，还可以用于辅助残疾人、老年人及下肢肌无力患者行走，具有很好的发展前景。
为此，世界各国都在积极研究能够增强人体负重能力的动力外骨骼设备。如美国的“勇士织衣”、HULC军用动力外骨骼系统、法国的“大力神”外骨骼系统、俄罗斯的“士兵-21”外骨骼装备等等。在其他国家中，美国和日本在外骨骼机器人研制上取得的成果最显著。
美国《陆军技术》报道，美国陆军接收洛克希德·马丁公司的改进型人体负重外骨骼（Human Universal Load Carrier，HULC），用于评估测试，并准备在今年晚些时候列装驻阿美军，旨在减轻下车士兵的后勤负担。这款单兵外骨骼可让士兵在负重90公斤的情况下，以10公里/小时的速度在任何地形前进，而且只需一块电池就能够持续工作超过72小时。相信不久以后，此类在科幻片中经常见到的“单兵作战服”将出现在战场之上。
“人体负重外骨骼”（简称HULC）是一种模仿人体结构特点设计的外穿型机械骨骼。它最初由洛·马公司下属的伯克利仿生科技公司研制，目的是使士兵能够背负大约90公斤重物，以10千米/小时的速度在多种地形中行进。它几乎不会对士兵身体造成负担，既能够使士兵完成爬行、深蹲、提举重物等一系列动作，又可减少士兵因提举较重战斗载荷而引发的肌肉骨骼损伤。整套系统由钛合金制成的机械腿、驱动装置及控制计算机，以及背部的负重部分、散热单元等组成。机械腿按照人体仿生学设计，结构简单，内部有液压传动装置和可像关节一样弯曲的结构。穿戴HULC后，士兵不仅可以携带重物自由行走，还可以蹲在掩体后面射击，或背负重物高速跑动。
据洛·马公司称，HULC的最大负重超过100千克，全部由背上的托盘承担，再通过机械腿直接传递到地面，穿戴者几乎感觉不到任何重量。HULC身体上半部分的承载部位可以按照需求进行配置。目前选项有抓起炮弹的抓钩、抓起重型枪械的特制吊钩等，当然也可以根据军方的要求专门设计承载装置。
HULC总重32千克，其动力源为两块总重量为3.6千克的锂聚合物电池。在一次充满电后，可保证穿戴者以每小时4.8公里的速度背负90千克重物连续行进一个小时。穿着HULC系统的冲刺速度，则可达到16公里/小时。在电池电力耗尽时，系统仍然能够正常工作。较之以前，身穿“金属骨骼”的士兵在战场上能够更快速并且更容易地转移伤员，撤退时可毫不费力地带走沉重的设备。
试验显示，HULC系统能够明显降低人体对氧气的消耗量。据统计，试验人员穿戴上“金属骨骼”后背负36.7千克重的物资，以每小时3.2公里的速度行进，其氧气的消耗量比不穿“金属骨骼”时减少大约15％。而氧气消耗量越大，人就会越疲劳。 HULC系统虽然性能先进，但控制并不复杂，无需通过操纵杆或其他机械装置进行控制，先进的便携式微型计算机可以让这种外骨骼与士兵们的四肢运动保持协调一致，与士兵完美配合。
据了解，研发人体负重外骨骼系统的根本目的就是提升单兵的战斗力。 一是增强打击能力。士兵能携带更多的和火力更大的武器装备，是提高单兵打击能力的核心。由于大部分人能够拿起和携带的重量有限，而过重的单兵装备会把士兵压垮，因此，HULC通过研究它的增大力量功能，使士兵能携带更多的装备和给养，进而提高士兵的打击能力。 二是提高防护能力。由于HULC的承载能力远超人体，可以在其上加装适合单兵的复合材料装甲，将单兵防护提高到一个新的水平。
三是提高机动能力。普通人走路的时速为6—10公里，但是士兵通常要携带很重的军需品，很难快速行进。而HULC前后皆可负重，可在水平地面以4千米/小时的速度行进20千米，持续最大速度为11千米/小时，爆发最大速度为16千米/小时，这将大大提高单兵的机动能力。 四是提高战场感知能力。HULC可以加装传感器系统，以加强士兵的战场态势感知能力；还可以加装卫星通信和定位装置，让每个士兵都成为一个网络通信节点，指挥部可以清楚知道每个士兵目前所在的位置。
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