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2016-02-03

你不能错过一项比 VR 和无人机更超前的新兴黑科技:外骨骼

无人机、AR、VR……群众眼里的这些先锋技术,其实早在 2008 年以前就已经大规模地出现在游戏和电影等科幻世界里。可以说,由于它们触手可及,观众现在已经见怪不怪。今天介绍的是一个仍然能够触及人们 Wow 点的黑科技:它的名字叫做外骨骼。

你也许没有听说过这个专业名称,但如果你看过《钢铁侠》、《明日边缘》、《高达》,或者玩过《泰坦陨落》、《使命召唤》、《辐射》中的任意一部,那么你一定不会对这个观念感到陌生。

《使命召唤 11》前期设计

外骨骼准确地讲叫做「增强外骨骼」,意思是穿戴在人体外部的,仿造人体骨骼构造的,并能够增强人体动作能力的智能硬件产品。在它的辅助下,你能跑得更快,跳得更高,握得更稳,扛起三袋大米,甚至一辆汽车……

黑科技的实现总是先从科幻游戏及电影开始,然后在军工及工业里面开始研发,最后慢慢提炼出来进入民用领域。我们的互联网、电视机、手机甚至无人机,还有 AR、VR 这些技术都是从军工领域演变而来。

而随着全球医疗交流、科幻电影界以及游戏界的合作逐年增多,近几年来,国内的外骨骼行业将会飞速发展。

目前外骨骼是尚未民用化的科技产品之一,就连军工里面都未大规模使用。我国有数个团队正在从不同的角度尝试将此黑科技落地。第一种是从电影道具角度出发去做 toB 定制化外骨骼产品的团队。

第二个方向是从偏医疗器械的角度做肢体替代。近十来年,残疾人对日常体验的要求日益提高,希望可以借助外骨骼产品回到过去的生活,让外骨骼替代失去的身体,随自我的意志而进行动作。

第三个方向是身体康复,外骨骼主要被运用在帮助有行动障碍的人群做康复训练。人进入老年期后,身体就像老化的机器,即便想控制,肌体也跟不上意愿。在康复型外骨骼的辅助下,人们只需要三分之一甚至更小的力就可以完成日常的手部及腿部活动,这种外骨骼也可以被运用于伤后加速康复。

日本 HAL 设计的外骨骼,能够辅助行走、帮助扛重

从产品的角度而言,设计外骨骼需要注意三个核心。一是仿生造型,整个造型和机构必须与人日常活动相匹配,更不能相悖。二是能量与重量平衡,外骨骼为人们增添的动力设计必须要远远大于动力系统本身的重量。三是动作算法,要让整套外骨骼运动的模式与人体动作即时地对应。

目前在该领域,我国团队最为欠缺的是第三点,准确的说是将动作控制与软件交互算法相适配。原因有二:第一是我国所制造的传感器精度不够,目前仍需引进。第二是国内算法相关高级人才也相当缺乏,而在略显浮躁的商业大环境中,就算人才也很难花费大量的时间来攻克特定的产品功能。

捕捉建立动态模型并测试算法

面对这种状况,依个人之见,或许国内的团队可以从两个方向走,要么放低对产品的要求,逐步升级外骨骼功能的精度以及适配程度,要么一开始就看准垂直细分小行业的方向,缩小研发宽度,努力探索技术纵深。

注:题图来自《钢铁侠》剧照

本文主笔丨欧阳文伟

责任编辑丨林汐、陈凯文

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