美士兵将装备“外骨骼” 可将身上负重移至地面

　　“通用人员负荷载具”是被设计用于在跪姿和匍匐的情况下与作战人员的身体一起运动。这种设备通过一个外骨骼将士兵身上的重量转移到地面上。

　　喜剧书中的绿巨人的时候会变得超级强壮。现在，美国陆军正在投资发展一种具有类似名字的工具，这种工具可以使陆军士兵变得更加“强壮”，因为它可以使士兵在不用费很大劲，也不需要让脸色变得像西兰花一样的情况下就可以背负很重的物资。通过给部队装备外骨骼，开发者们相信他们可以有助于减轻军事人员的负担并帮助他们更好地完成任务。

　　这种类似机器人的外骨架被称为“通用人员负荷载具”（Human Universal Load Carrier，缩写为HULC），它被设计用于增加士兵的力量和持久力，同时减少运输负荷时带来的损伤和疲劳。“通用人员负荷载具”将重量从士兵身上卸载下来并通过装在下半身上的外骨骼上的机械腿将其转移到地面上。陆军纳提克士兵研究、发展与工程中心向洛克希德-马丁公司拨款110万美元用于进一步发展这种外骨骼的早期版本并测试一种先进的加固型的设计方案。

　　作为这项合同一部分的升级方案将包括最优化控制软件、延长的电池寿命以及增强的效能，同时还有人机[？]因素的改进。开发者也希望通过对这种设备尺寸上的相关改进措施，可以让作战人员操作起来更加快捷和容易，同时还可以增加系统整体的持久力。这种没有挂链、由电池供电、液压驱动的人形外骨骼有助于士兵进行深蹲、匍匐前进以及使用最小的体力来托举重物等战术动作。“通用人员负荷载具”装有一台先进的微型计算机，这台微型计算机有助于确保外骨骼同作战人员在行动上保持一致。电池组向用于控制下半身外骨骼上的机械腿运动的液压系统提供动力，同时电池组还要向各种使用先进算法的传感器供电，这些传感器可以觉察到使用者想要做什么。计划中的改进也包括更好的控制软件，这些软件用于加强对使用者动作的。

　　在它最基本的水平上，“通用人员负荷载具”致力于帮助作战人员装载辎重并减轻作战人员的疲劳感。纳提克士兵研究、发展与工程中心的“加强士兵机动和任务能力”团队的负责卫奥代特说：“这些日子我们用的最多的一个词是‘卸去负担’。”战区内的士兵的负载从50磅至大约140磅不等。无论多长时间，承受这种类型的负载都会让人感到身体疲劳，特别是炎热的中，这种情况会更糟。但奥代特声明说这并不是一个很容易解决的问题。据他所说，纳提克中心的研究人员对于这种外骨骼技术的兴趣已经持续了多年，并且他们相信“通用人员负荷载具”可能是一种可以减轻士兵的负担并从总体上解决士兵的负重问题的方法。目前这种设备可以承受约200磅的重量。

　　但即使有“通用人员负荷载具”，使用者还是不得不随身携带一些他们的装备以防出现因为一些原因他们不得不抛弃这种外骨骼装备的情况，比如说设备能量耗尽，或是需要快速行进，抑或是健康和排泄问题。同时士兵也需要穿戴配发的身体护甲和其他防护装备、携带武器、弹药和通信设备。

　　究竟哪些人需要使用“通用人员负荷载具”以及这种外骨骼应该由哪些设备构成这两个问题将在测试和开发过程中得到解决。在目前这个项目所处的阶段中，陆军正在确定何种类型的作战人员可以从“通用人员负荷载具”中受益。军事部门并不决定为步兵部队装备这种设备，而是将其用于特殊用途。奥代特解释说潜在的用户包括化学战部队、军事、爆炸物处置人员以及后勤和支援保障部队。士兵中心也正同位于佐治亚州的本宁堡的陆军先进机动中心一起进行研究，力图确定什么最适合这种技术。

　　洛克希德-马丁公司的“通用人员负荷载具”项目的负责人吉姆尼称他的公司将与个人用户群体一起致力于设计出满足特定需求的外骨骼。他说：“‘通用人员负荷载具’可以像背部的骨骼一样集成在综合系统中，如护甲、传感器、加热或冷却设备。” 洛克希德-马丁公司也正试图发掘“通用人员负荷载具”在工业和医疗上的使用价值以及其他地面士兵技术。

　　除了探究何种军事职业可以从这种负重外骨骼中获得最大的益处，开发者们正深入研究如何改进设备本身。专家们正在评估的一个方面是如何为“通用人员负荷载具”提供所需的动力和能量。奥代特告诉我们说将能量为实际的有助于士兵的行动的过程包括几种不同的因素。“能量不是免费的，”他解释说，这意味着为了从外骨骼上获得动力，那么就必须向外骨骼中输入动力。开发者必须想出一种能使设备和士兵紧密结合起来的方法，以此来长时间地提供部队所需的能量。

　　项目人员正在试验不同的动力源，包括军用标准的充电电池组，他们期望以此来增加作战中这种设备的运行时间。洛克希德-马丁公司正同Protonex技术公司合作开发燃料单元动力源，他们试图通过这种方法来为“通用人员负荷载具”找到更多的动力选择。不同版本的设备需要的动力的大小是不同的，另外根据使用这种设备的士兵所携带的装备数量的不同，也需要为设备增加不同的负重能力。洛克希德-马丁公司还在开发一种附带的负重辅助设备，这种设备可以帮助使用者携带比较沉重的物品。

　　奥代特说由于陆军决定开发出最适合战场的外骨骼，那么设备的负重能力可能是投资的一个方面。但是，他又说仍有很多用以确保士兵安全并增加这种设备对于作战人员的意义的基础的发展方面。“这就是那些我们在纳提克不能轻视的东西，”他说。另外他还补充说：“将要装备部队的‘通用人员负荷载具’并不是一种赠送给我们的装备。”

　　除了其他为使这个系统获得成功所必须达到的要求外，“通用人员负荷载具”还必须是通用的，这意味着它必须可以应用于不同的。在目前这个版本的发展过程中，纳提克正致力于达到本宁堡中心提出的要求，例如研究这种设备如何应对浸水、高湿度、磨损以及从数英尺高度上掉下来后发生的碰撞等情况。虽然“通用人员负荷载具”目前的形式被称为一个版本，但还没有真正装备部队的外骨骼设备。

　　尼解释说先前的“通用人员负荷载具”的设计方案只是实验室里的一个样品，而新的经过加固的版本包括了刘彻最爱的女人多个设计上的改进，以此来增加可靠性和在作战中的性能。新的为适应而进行的封接和包装增加了对系统电子设备的，以防受到自然和战场因素的影响。“通用人员负荷载具”的外形和适应性也必须得到改进，从而使操作人员可以在较短时间内适应这种设备。尼还说：“加固的结构可以让使用者在使用较少工具的情况下对和大腿的长度进行快速、可重复地调整，以便更好地适应更广泛的不同的使用者。”新型的加固的设计方案使使用者可以在作战中对系统进行评估。包括“通用人员负荷载具”对身体的适应能力以及为增加舒适度和提供支撑而使用的腰部垫料都属于额外的益处。

　　洛克希德-马丁公司正同伯克利仿生学公司合作开发“通用人员负荷载具”，这是为了结合这个较小公司在发展外骨骼装备方面的经验。通过采用一种比原来版本更加坚固的设计方案，设计团队的试图引入一种用于实验和评估的人形外骨骼的概念。通过测试，军事人员可以确定这种用于特定任务的设备的优点。

　　参与这个项目的私人部门和陆军人员正在携手工作并以一种可以使部队获益的方式来推动“通用人员负荷载具”的发展。开发者们正在衡量和比较士兵在不使用这种设备的情况下负重100磅并行进2英里所需要付出的生理上的努力。同时他们也正从生物力学的观点来考察这种外骨骼系统，以此来发现“通用人员负荷载具”与士兵是怎样相互影响的，例如士兵的行进速度会怎样影响这种设备以及这种设备是如何磨损并使士兵产生疲劳的。奥代特说通过这项工作，纳提克中心可以告诉洛克希德-马丁公司关于陆军所希望看到的对于这项设备的改进。

　　奥代特的同事杰弗里希夫曼博士是纳提克生物力学团队的领导，他解释说中心正在进行许多基于实验室的研究，以此来评估在有/没有这种设备以及有/没有某些负载的情况下进行直线行走的效果，同时还要监测氧气的消耗和心率。尼说这种单调而繁重的测试工作将测量预期的使用者新陈代谢速度的降低，这种降低是因为有“通用人员负荷载具”来帮助使用者搬运重物。另外一些必须的风力、雨水、温度以及湿度等方面的测试将反复测试苛刻的因素并这种设备的战斗持久力。这些信息会被提供给“通用人员负荷载具”的工程师们，这样他们就可以修正这种设备的动力系统的参数。勤劳的科学家和工程师们也积极同人类学方面的专家进行交流以此来获得这些领域方面的信息。

　　研究正在一个双层体制的机构性审查委员会（Institutional Review Board，缩写为IRB）的监督下进行着。首先，研究要通过本地的纳提克中心的机构性审查委员会的审查，然后再经过“军”委员会的审查。纳提克中心与本宁堡中心的合作有助于研究和发展中心确定正确的可以在实验室中进行的测试，以此来最大限度地贴近战场。包括陆军士兵和海军陆战队员在内的战场测试计划明年夏天在本宁堡进行。通过各种不同的研究，科学家们可以将过去的数据同实验室中得出的数据进行比较，以此来确定未来还需对这种设备进行何种改进。

　　奥代特说如果这些测试进展顺利，那么纳提克研究中心、先进机动中心以及用户团体将很可能共同决定让“通用人员负荷载具”装备部队。然而，为这种设备预先估计一个新品展示会的日期还为时过早。这还需要更多的来自士兵的反馈并且在目前这个阶段的最后将进行战场评估。其他起决定性作用的因素包括“通用人员负荷载具”在实验室中的性能表现以及开发者是否发现使用这种设备的士兵与不使用这种设备的士兵相比占有明显的优势。奥代特说洛克希德-马丁公司未来的发展方案将影响这种设备最终的部署。

　　战斗部队实际的获取与配发可能将通过陆军的计划执行办公室来执行。奥代特解释说纳提克中心将同这些办公室一起将现有的技术转变为下一阶段的发展。

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