穿上機(jī)械外骨骼能變“超人”嗎從科幻走向現(xiàn)實(shí)

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2026-01-17 09:36:26 來源：人民日報(bào)

在《鋼鐵俠》《流浪地球》等科幻影視作品中，人類穿上機(jī)械外骨骼后瞬間獲得強(qiáng)大的“超能力”。如今，這種炫酷的機(jī)械外骨骼正逐步應(yīng)用于軍事、工業(yè)和醫(yī)療康復(fù)等領(lǐng)域。

現(xiàn)實(shí)生活中的機(jī)械外骨骼與科幻作品中的“鐵甲洪流”不同，更多是穿戴在人體表面的人工智能裝置。它依靠驅(qū)動(dòng)器、傳感器、控制系統(tǒng)等與人體聯(lián)動(dòng)，智能感知人體和環(huán)境的特點(diǎn)，增強(qiáng)人體的運(yùn)動(dòng)能力。對工人來說，它是“超級外掛”，通過意圖感知技術(shù)精準(zhǔn)預(yù)判動(dòng)作，并自適應(yīng)調(diào)節(jié)輔助力度；對士兵而言，機(jī)械外骨骼是“負(fù)重神器”，能將裝備的重量傳導(dǎo)到地上，減輕行進(jìn)時(shí)的體力消耗；對于因中風(fēng)或脊髓損傷導(dǎo)致下肢癱瘓的患者，機(jī)械外骨骼能夠幫助神經(jīng)慢慢“記”起如何走路，實(shí)現(xiàn)自由行走。

作為可以穿上身的“硬功夫”和“軟實(shí)力”，機(jī)械外骨骼需要像一件合適的“衣服”，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要基于人體肌骨模型，使外骨骼與人體具有高度的運(yùn)動(dòng)相容性。這就像衣服必須尺寸合適才能不影響肢體運(yùn)動(dòng)，帶來貼身保護(hù)和舒適度。此外，機(jī)械外骨骼還需要足夠的“思想”，根據(jù)穿戴者的行為舉止乃至腦海中的想法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)助力。這需要結(jié)合機(jī)械、物理、生物等多模態(tài)傳感信號進(jìn)行模式識別，精細(xì)檢測人體的肢體運(yùn)動(dòng)、生理電信號、肌肉拉伸情況，并結(jié)合具身智能算法進(jìn)行學(xué)習(xí)。

從理論到實(shí)踐面臨諸多挑戰(zhàn)?，F(xiàn)有的機(jī)械外骨骼通常采用剛性框架，質(zhì)量和體積龐大，難以適應(yīng)不同個(gè)體的身體參數(shù)，長時(shí)間穿戴會(huì)造成不適。理想的機(jī)械外骨骼應(yīng)能與人體運(yùn)動(dòng)無縫對接，在快速行走、跑步或跳躍時(shí)即時(shí)調(diào)整助力大小實(shí)現(xiàn)“按需輸出”。然而，受限于傳感手段和具身模型的泛化性能，目前的機(jī)械外骨骼尚無法滿足復(fù)雜任務(wù)的精準(zhǔn)理解需求。續(xù)航時(shí)間也是一個(gè)難題，能量密度有限的電池限制了機(jī)械外骨骼的普及。

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