2012年以來，哈佛大學(xué)懷斯生物工程研究所的研究人員一直致力于仿生智能服研制，旨在采用新方案增強(qiáng)士兵人體效能。這種仿生智能服采用大量織帶，內(nèi)置低功耗微處理器和柔性應(yīng)變傳感器網(wǎng)絡(luò)，通過模仿人體腿部肌肉和肌腱的動(dòng)作，降低士兵肌肉損傷風(fēng)險(xiǎn)。懷斯生物工程研究所設(shè)計(jì)了臀部和踝部兩種不同的柔性外骨骼，用于試驗(yàn)研究。研究團(tuán)隊(duì)還研制了與小型發(fā)動(dòng)機(jī)交互的纜線和滑輪，從而在不影響穿戴者自由活動(dòng)能力的前提下為其提供助力。

當(dāng)前，可穿戴外骨骼技術(shù)已在微處理器和生物電傳感器方面取得突破，其發(fā)展還面臨步態(tài)穩(wěn)定控制、多傳感器數(shù)據(jù)融合、能源與動(dòng)力驅(qū)動(dòng)技術(shù)、輕質(zhì)先進(jìn)材料及優(yōu)化控制算法等技術(shù)挑戰(zhàn)；“勇士織衣”智能作戰(zhàn)服已在減小負(fù)重對士兵的作用力、降低士兵體能損耗、穩(wěn)定關(guān)節(jié)等方面取得階段性研究成果，并解決了舒適度和適配性等人因問題，其發(fā)展還面臨先進(jìn)控制、“技術(shù)-人員”接口與感知、損傷減輕與預(yù)防、人體機(jī)能增強(qiáng)等技術(shù)挑戰(zhàn)。

二、應(yīng)用前景

軍用可穿戴外骨骼可大幅提升徒步士兵攜行能力。軍用可穿戴外骨骼采用柔性設(shè)計(jì)，既能使士兵完成爬行、深蹲、提舉重物等一系列動(dòng)作，又可減輕士兵因提舉重物而引發(fā)的肌肉骨骼損傷。美國人體負(fù)重外骨骼采用模塊化設(shè)計(jì)，除機(jī)械腿外，還可掛裝月牙形抓鉤、搬運(yùn)輔助裝置等，不僅使士兵能背負(fù)重物徒步行軍，還能便于抓起或搬運(yùn)重物。未來的外骨骼機(jī)器人就像人的衣服一樣，是為士兵量身定做的，能大幅增強(qiáng)士兵負(fù)重能力、延長持久機(jī)動(dòng)性、提高運(yùn)動(dòng)速度，使之成為“大力士”，從而徹底解決當(dāng)前徒步士兵攜行能力不足的問題。

國外軍用可穿戴裝備發(fā)展探析

SRI公司“超柔”機(jī)械外骨骼

智能作戰(zhàn)服使士兵具有綜合防護(hù)能力。“勇士織衣”智能作戰(zhàn)服像是肌肉、關(guān)節(jié)的感應(yīng)“增強(qiáng)器”，不僅具有傳統(tǒng)的防彈功能，而且還能增強(qiáng)人體機(jī)能，可使士兵成為“鋼鐵俠”甚至是“超人”。將來，作戰(zhàn)服還會織入光纖絲線，將受傷士兵的傷情實(shí)時(shí)傳送給醫(yī)療救護(hù)中心，為士兵的身體健康安全提供保障；甚至能融入四周環(huán)境，使士兵成為“變色龍”。智能作戰(zhàn)服是一種具有自主學(xué)習(xí)能力、人機(jī)協(xié)作的顛覆性技術(shù)，符合美軍第三次“抵消戰(zhàn)略”的指導(dǎo)思想。

三、未來發(fā)展

軍用可穿戴裝備未來重點(diǎn)開展可穿戴外骨骼和智能作戰(zhàn)服的測試評估，改善性能、促進(jìn)技術(shù)成熟并投入裝備使用，以及利用先進(jìn)控制、新材料、仿生和生物醫(yī)學(xué)等新技術(shù)，開發(fā)更先進(jìn)的腦控外骨骼、智能作戰(zhàn)服。