| 折疊 外骨骼的誕生2000年,薩科斯申請Darpa投資。雅各布森認為他找到了Darpa懸賞解決問題的答案。這個問題是如何讓操作者與機器人互動。為證實自己的直覺,雅各布森請公司攝影師喬恩·普萊斯和他的女兒一起幫他做個實驗。 這個實驗讓普萊斯扮演外骨骼,他的女兒扮演內(nèi)部操作者。她背對父親,站到他腳上,她的腳趾壓在他的腳趾上。他們握著手幫助平衡。她開始朝前行走。普萊斯的任務(wù)就是和女兒保持同步,讓自己的腳始終保持在她腳下。幾分鐘后,他們的行動宛如一人。他女兒完全掌握決策---走多快,什么時候轉(zhuǎn)彎---普萊斯只是一步一步地努力模仿她。 該演示向雅各布森證明,只需要幾個接觸點---比如腳和手---一臺聰明的機器就能明白綁在它身上的操作者的動作意圖,并配合行動。理論雖然簡單,實踐卻相當(dāng)困難。在完成XOS的過程中,雅各布森和他的小組重新設(shè)計了微型傳動裝置,改進了壓力感應(yīng)器,發(fā)明了更高效的液壓閥門,甚至設(shè)計了機器人的鋁腳板。但是,被設(shè)計者叫做"掃清道路"的控制系統(tǒng)才是把所有零件整合一體的關(guān)鍵,是把他設(shè)計的又一個機器人提升到"超人外衣"的核心。曾親身試穿XOS的奧布瑟克完全贊同:"稍微負重,人體就很容易疲勞。"但是,XOS的控制系統(tǒng)讓人體負擔(dān)減輕到接近零。 正是這個控制系統(tǒng)使演示操作員詹姆森能連續(xù)50次舉起200磅杠鈴,心率卻不加快。當(dāng)他從架子上拉下杠鈴時,手上的感應(yīng)器立刻檢測到扭矩的變化。假如沒有外骨骼幫助,感應(yīng)器將顯示,他每只手試圖拉下100磅重量。但是,雅各布森解釋說,該系統(tǒng)的目標是讓這些感應(yīng)器感受的壓力接近于零,如此才能讓XOS發(fā)揮作用。 那些手上的感應(yīng)器以每秒幾百次甚至幾千次的速度把測量到的數(shù)據(jù)傳給中央處理器。這一系統(tǒng)把數(shù)據(jù)輸入一系列計算外骨骼手臂、腿和背部方位和運動的公式。最終認識到詹姆森想要把手放下,計算出要模仿他的動作,每個關(guān)節(jié)內(nèi)的每條人工肌肉需要如何運動。詹姆森從未感到一點兒負擔(dān),因為在他真正用力前,系統(tǒng)已經(jīng)指揮機械手臂代為拿下杠鈴。在舉動練習(xí)后,他卸下XOS,毫無喘氣跡象。我問他感覺如何。"很好,"他說著聳了聳肩。 詹姆森演示的XOS大約是第4版。雅各布森帶我參觀一個房間,里面,前3套機械外衣原型像木偶一樣掛在架子上。讓我立刻聯(lián)想到鐵人的"裝甲廳"---斯塔克保管他的鐵甲衣的房間。第一件機械衣建造于2002年,沒有動力。薩科斯小組建造它的目的,是證明外骨骼能像人體一樣自如行動。雅各布森把一名工程師綁在衣服內(nèi),讓他嘗試各種復(fù)雜動作,比如踢球、跑步、爬進汽車駕駛室。通過這一系列實驗,他們證實在恰當(dāng)?shù)牡胤讲捎昧饲‘?dāng)關(guān)節(jié)。 讓這些關(guān)節(jié)以恰當(dāng)?shù)乃俣群土α块_合則比較困難。2003年,薩科斯開始用水壓驅(qū)動傳動器做人工肌肉。這一方法并非他首創(chuàng)。事實上,另一位外骨骼研究者認為,XOS對水壓裝置的依賴最終將導(dǎo)致它的失敗。這位不愿透露姓名的工程師沒有親眼見過XOS,只是在YouTube上見過一個新聞短片。他說,水壓裝置太耗電。他認為,電傳動器比較好,因為它們消耗能量與行動相符。但是,雅各布森不耐煩地反駁了這種批評。"你喜歡你的汽車剎車嗎?你是否希望你乘坐的飛機著陸系統(tǒng)正常工作?它們都是水壓的。"之后他又補充說,他已經(jīng)解決了能量浪費問題。但是他不愿解釋細節(jié),只是說薩科斯重新設(shè)計了控制液體流動的閥門,使之只在需要的情況下才啟動,所以在機械衣運動的情況下才消耗能量。 雖然在舉重項目上令人刮目相看,XOS并沒有達到Darpa的全部目標。它不能使你騰空灌籃,不能幫你跑得更快,還不能把你變成赫拉克勒斯(大力神)。但是,奧布瑟克說,Darpa當(dāng)初的目標之一就是看它開列的愿望清單上是否有一項能夠?qū)崿F(xiàn)。在3個參加該項目的團隊中(薩科斯、奧克里奇國家實驗室和加州大學(xué)伯克萊分校),XOS于2005年脫穎而出,最接近五角大樓構(gòu)想的,成為美軍批準進入下一階段研究的全身外骨骼。薩科斯已經(jīng)獲得陸軍1000萬美元經(jīng)費,覆蓋兩年研究。 詹姆森再次穿上XOS,演示放松鍛煉。我看著這套150磅重的機器外衣像影子一樣模仿他的每個動作,而它們之間只有6個關(guān)節(jié)互相接觸,想象到秒在每個感應(yīng)器和中央處理器之間流動的海量數(shù)據(jù),眼前的情景精彩程度不亞于《鋼鐵俠》影片中的特效。我?guī)缀跞滩蛔≡O(shè)想詹姆森飛身沖破房頂。但是,這不可能發(fā)生。要沖出洞穴,首先得切斷連接XOS的電線。 折疊 競爭者外骨骼研究者的世界狹小、秘密、不乏明爭暗斗。雖然,可能并不了解對手裝置的工作原理,仍然會不失時機地冷嘲熱諷。最常見的攻擊方法是,"你問他打算怎么提供動力。"XOS和美國實驗室中其他兩套比較領(lǐng)先的外骨骼試圖從不同的角度攻克這個難題。雅各布森決定,首先建造一套相當(dāng)能干的衣服,然后再鉆研如何給它提供4至24小時動力(Darpa提出的最低動力要求)。在我所見的所有演示中,詹姆森和XOS都連接著一個水力泵,通過它從外部電源獲得電能。這套衣服可以用電池驅(qū)動,但是每次只能工作40分鐘。另外兩位外骨骼研究者---麻省理工學(xué)院的休·赫耳教授和加州大學(xué)伯克萊分校的哈馬甬·卡茲魯尼---已經(jīng)開始解決動力問題。 赫耳正試圖建造一臺腳力驅(qū)動的機器,盡可能節(jié)省能源---啟動時只需2瓦特,相當(dāng)于便攜收音機的耗能---但卻能支持穿戴者所背負80磅重量的80%.設(shè)計由于會影響穿著者的步態(tài),穿上后消耗能量比沒有穿時略多。但是,赫耳相信,在不久的未來,他能夠改進機械結(jié)構(gòu),讓機器最終幫助節(jié)省而不是消耗穿著者的體力。最終,他設(shè)想這套裝置被用于娛樂,周末時,人們穿著它去爬山,奔跑一天也不覺得累。如果說赫耳的設(shè)想還比較遙遠,卡茲魯尼則向我暗示,在解決動力方面,他已經(jīng)走到一半。 | 
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