穿上机械外骨骼,能变“超人”吗((唠“科”·科幻里的科学)

  更新时间:2026-01-17 14:23   来源:牛马见闻

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其次其次( 2026年01月17日 06 版)

<p id="48EBGO2K">吴新宇</p> <p id="48EBGO2L"> 在《钢铁侠》《流浪!地球!》等科幻影视作品中,人类穿上机械外骨骼,瞬间获得强大“超能力”。如今,炫酷的机械外骨骼正逐步应用于军事、工业和医疗康复等领域。</p> <p id="48EBGO2M"> 现实生活中的机械外骨骼不同于科幻作品里的“铁甲洪流”,更多的是穿戴在人体表面的人工智能,依靠驱动器、传感器、控制系统等和人体“联动”,智能感知人体和环境的特点,增强人体的运动能力。</p> <p id="48EBGO2N"> 对工人来说,它是“超级外挂”,通过意图感知技术精准预判动作,并自适应调节辅助力度;对士兵来说,机械外骨骼是“负重神器”,能将装备的重量传导到地上,减轻行进时的体力消耗;对于那些因中风或脊髓损伤导致下肢瘫痪的患者,机械外骨骼能够帮神经慢慢“记”起怎么走路,实现“说走就走”。</p> <p id="48EBGO2O"> 作为能穿上身的“硬功夫”和“软实力”,机械外骨骼首先要像一件合适的“衣服”,结构设计上要基于人体肌骨模型,让外骨骼与人体具有高度的运动相容性。这就好比衣服必须要尺寸合适,才能不影响肢体的运动,带来贴身保护和舒适度。</p> <p id="48EBGO2P"> 其次,机械外骨骼要有足够的“思想”,可以根据穿戴者的行为举止,乃至脑海中的想法实现精准助力。要做到这一点可不容易,需要结合机械、物理、生物等多模态传感信号进行模式识别,对人体的肢体运动、生理电信号、肌肉拉伸情况进行精细检测,并结合具身智能算法进行学习。</p> <p id="48EBGO2Q"> 从理论到实践,面临着更为深刻和复杂的难题。首先,现有的机械外骨骼往往具有刚性框架,质量和体积庞大,难以适应不同个体的身体参数,长时间穿戴会造成不适。其次,理想的机械外骨骼应当能够与人体运动无缝对接,例如在快速行走、跑步或跳跃时,能够即时调整助力大小实现“按需输出”;但受限于传感手段和具身模型的泛化性能,现在的机械外骨骼尚无法满足复杂任务的精准理解需求。此外,续航时长也面临挑战,能量密度仍然有限的电池,也是限制机械外骨骼普及的瓶颈之一。</p> <p id="48EBGO2R"> 技术进步正推动着机械外骨骼往“轻、智、亲民”的方向发展。随着材料科学的不断进步,新型轻量化材料的应用将使得机械外骨骼更加舒适,不给穿戴者带来过重的负担;依靠AI大模型,机械外骨骼能够根据穿戴者的需求自适应切换工作模式,为使用者提供更加个性化的辅助;此外,随着制造成本的逐步降低,机械外骨骼将不再只是医疗和军工领域的高端产品,还会渐渐走进日常生活,成为老年人等群体的重要辅助设备,甚至可能出现在太空探索、灾难救援等复杂环境中。</p> <p id="48EBGO2S"> 总的来说,机械外骨骼正从科幻电影中的神奇装备逐步走向现实,带来更多便利。随着技术的不断突破,机械外骨骼将更加轻量化、智能化、市场化,不仅增强人体机能,还能帮助人类突破自身局限,为人机协同的宏阔远景开拓更大空间。</p> <p id="48EBGO2T"> (作者为中国科学院深圳先进技术研究院研究员,本报记者姜晓丹整理)</p> <p id="48EBGO2U"> 《 人民日报 》( 2026年01月17日 06 版)</p>

编辑:埃里卡·巴杜