身背100斤却不见疲劳，超级身体强化装置，名副其实的黑科技

2018年9月，加拿大人乔纳森花费十三年时间，终于完成了这架4米高的巨型动力装甲，它不仅能快速移动，还可以冲破障碍、推动重物，所到之处，雷霆万钧！

这种强大的机械外骨骼又叫“可穿戴式机械”，是目前最具未来气息的装备之一。

它通过电动机、液压系统、杠杆等技术组合提供动力，帮助操作者支撑重物，降低腿部、手臂等受力肌肉的压力，如同有另一个人在和你协同行动一样，安全感十足。

要驱动这种动力装甲，科学家给出了两种方式：人力和电力，更专业的说法是——有源与无源。

有源外骨骼一般使用电力驱动机械臂，能够持续增强使用者的速度和力量。

无源外骨骼则以人在运动中消耗的无用能量作为驱动源，就像一种不必刻意花力气的手摇式发电机，在合理分配能量消耗的同时，将负担传递给大地，减轻使用者的负担。

虽然能源供给方式不尽相同，但它们都会根据军、民、医等各种应用场景，呈现出不同的辅助作用。

在军事上，外骨骼多用来提高士兵的各项能力，它们让穿戴者跑得更远、跳跃更持久，并能携带更重的武器装备，进行长途匍匐前进、陡峭路段行走等复杂动作。

在2015年博览会上，中国兵器工业集团202研究所就展示了一款单兵外骨骼系统，它可以辅助执行单兵巡逻、障碍跨越等各项任务，在额定负荷（35公斤）内，时速最高4.5公里，大大提高了士兵战斗力和战场生存率。

试想一下，一个全副武装的士兵，端着40多公斤的0.50重机枪向你冲来，那压迫感，比手榴弹扔到自家战壕还要恐怖。

民用方面，它主要用来协同搬运沉重的物品，或者为制造业需要长期劳作的岗位承担压力。每年，工人因肌肉疾病给公司造成的损失累计多达数十亿美元。

2017年，福特总装厂开始测试外骨骼背心，在手臂抬起时，它们能够给双臂提供最高12公斤力。虽然听起来不算太多，但是这些工人每小时就需要抬臂140次，肩部极容易受伤。而一款特制的外骨骼装备，能够有效减轻员工负担，降低工伤发生概率。

而在医疗领域，外骨骼技术被用来帮助因脊髓损伤导致截瘫的患者，为他们提供辅助行走功能。根据美国脊髓损伤统计中心数据显示，美国国内有近30万人因脊髓损伤瘫痪，这些患者除了要承担数百万美元的巨额医疗费以外，还需要忍耐周围路人对自己的区别对待。

2016年，因事故而下肢瘫痪的飞行员桑切斯，使用了美国套装X公司生产的“凤凰”外骨骼，成功实现自主站立和行走。桑切斯在体验后感慨道：“仅仅是站在别人面前，他们的反应和自己坐轮椅时就完全不一样。”

除了这三个主要应用领域以外，航运、伐木工、消防员等行业人员同样能受到外骨骼的关照。

2018年，新加坡民防部队开发了一款纯机械外骨骼，它以两个6.8升压缩空气罐作为动力源，足以让消防员在十二层楼梯上来回奔跑三次。此外，这款外骨骼还具备挣脱机制，方便消防员在紧急情况下快速脱险。

外骨骼听起来功能强大，但目前为止，它仍然没能得到广泛使用，原因就是它缺乏“可用性”，这种可用性有两个衡量标准：安全度和功能性。

外骨骼的功能性咱们已经有目共睹，增强负重能力、减少运动能量消耗，还可以一定程度上提高身体防御力。但在安全性上，外骨骼没多少人能够打包票，美国疾病控制与预防中心曾呼吁，要尽快展开外骨骼技术的潜在危险调查，并且指出了部分危险因素，比如面对高空坠物情况时反应能力降低，以及因为摔倒导致重心偏移、难起身等情况。

中国在2018年以前，没有任何一家外骨骼企业通过食品药品监督管理局认证，政府也未出台过外骨骼相关安全标准，外骨骼的安全管理方面，仍然有着很大空白。

听到这儿，想必有人可能会说，重新把外骨骼给设计一下不就得了？

然而，现实往往比想象中的更加复杂，想要突破壁垒，制造出令人满意的外骨骼，短时间内是没法实现了。

拿有源外骨骼来说，它最大的问题就是电池续航能力，大部分的外骨骼都需要依靠电池运行，平均续航时间3小时左右，小部分甚至需要持续接电才能使用。

2010年，雷神公司展示了自家开发的第二代“钢铁侠”外骨骼，它让穿戴者化身人形叉车，平时只能一次抬一箱农夫山泉的人，可以轻松完成17箱矿泉水搬运。可是，它必须要在持续供电状态下才能运行，行动范围非常有限，连开发人员自己都承认，接电线这种设计非常糟糕。

但他们也表示，暂时不会改变供能方式，只会尽量减少能量损耗、增加运行效率。

外骨骼的第二个问题就是成本，除了高研发费用，制造者还常常拿玻纤、碳纤维、碳纳米管等轻质高受力材料制作骨架，这些东西好用，但也贵，两两结合，就导致成本一直居高不下。

雷沃克公司曾为患者提供了一种医疗外骨骼，仅其技术费用一项就高达38万人民币，而像套装X公司、福特工厂使用的非医疗用外骨骼，价格也都超过了4万元。“凤凰”制造商卡泽罗尼讲到，外骨骼必须成为本田轿车，而不是法拉利，减少制造流程、降低成本，是所有厂商都应该着重考虑的事情。

“凤凰”外骨骼和它的穿戴者桑切斯

美国分析师卡拉曾分析过，可穿戴机械行业在2025年，市场价值能够超过20亿美元，但实际上，这些潜在的缺陷，可能会让外骨骼陷入无人购买的境地，在很长时间内，这个市场仍然会面临不小的困难。

外骨骼在概念和实践中存在了几十年，虽然外形和材料在不断变化，可本质功能却没有多少改变。有些人听到外骨骼可能会想到钢铁侠，光环玩家也可能会提到士官长，他们穿着的动力装甲，战斗力和颜值兼具，可以说是很多男人的梦想了。

但在能源问题解决之前，轻量、便携才是外骨骼发展真正的趋势。

“快递”搁浅

世界上最早普及的外骨骼可以追溯到寒武纪，比如像三叶虫这种小型带壳节肢动物，它们的外骨骼由碳酸钙和磷酸钙组成，能够在岩石下埋藏五亿多年不被腐蚀。到了新石器晚期，人们发现壳、骨头能够保护自己，于是，最初的人造外骨骼“盔甲”就这样诞生了。

时光流转，铜、铁替代了骨头和生物外壳，浩浩荡荡的工业革命拉开了机械化的大幕。

1890年，俄罗斯工程师雅金开发了一种最早的外骨骼装置，它通过压缩气囊提供能量，让使用者走得更快、跳得更高，这种装置需要先输入人力才能运行，有点儿类似蹬自行车，能省力，但也省不了太多。

1960年，美国通用电气和武装部队共同研发了“第一台真正与人类运动相结合的机械”，它的名字叫哈迪曼，虽然本体重量接近750公斤，但它却只能举起340公斤的物体，每秒移动速度也仅有0.76米，比成年人走路还慢，这种丢西瓜捡芝麻的效果是完全不可取的。

根据通用电气1969年的项目报告，在打开电源操纵哈迪曼的肩关节时，会发生手臂倾斜、肘部无法行动的状况。此外，操纵者穿着外骨骼期间，任何行为都有可能导致骨骼不受控制地剧烈运动，比如在开门时，一个“不经意的抖动”就会把门给拆了，低下的性能让这台机械的研发以失败告终。

大约同一时间，美国米海洛卜平研究所也开始研究这种机械，不过这些科学家首先研究的是腿部外骨骼，用来帮助截瘫患者进行康复训练，在开发过程中，他们还研发了有助于分析控制人类步态的理论，并为未来发展人形机器人打下了一定理论基础。

此后50年，外骨骼技术经过不断发展和自我改造，在军事、医疗、航空航天、建筑、仓储等领域大放异彩，欧洲航天局、日本本田等大头也加入其中，外骨骼的用途也在这个过程中被归纳为两类：“性能”和“康复”，前者用于工业、军事、消防等高运动需求领域，后者则作为矫形器的替代品，活跃在各大医院当中。

中国在2015年7月发布了第一款单兵外骨骼系统后，也正式加入了动力装甲研发大军。

2020年年底，中国航天科工集团206所研制的“有源搬运外骨骼”参与嫦娥五号返回器搜索回收任务，这款外骨骼能够负载50公斤重物，持续工作时间长达4小时，外骨骼在中国航天领域迈开了第一步。

同年的上海武宁路街头，蜂鸟即配也开始尝试使用外骨骼装备，让外卖小哥背上了更多的外卖包，饿了么官方微博也发布了消息，表示正在探索更先进的外卖配送方式。

目前的外骨骼设备，可以让骑手配送50公斤外卖，还不会产生任何疲劳感。

作为一个诞生时间不过一个世纪的科技，外骨骼技术还有着很大的研发空间，随着工程、生理、设计等各学科科学家不断努力，它将帮助世界建立一张人、机械与环境和谐交互的地图。

在未来，这些设备大范围投入使用后，它们不仅将改善年轻一代的生活，还能让老年人重获青春，那时，世界将真正迎来“赛博朋克”时代！