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美國軍工實驗室開發機械戰甲 刀槍不入如超人

 機械戰甲可謂是人類思慕已久的夢幻「神器」,它不僅令人熱血沸騰更讓人心生嚮往——因為只要擁有它,任何人都可以成為刀槍不入、力大無比的超人!重點是,它還很酷!終於,現實里的瘋狂科學家——美國軍工實驗室,真的製造出了現實版的機械戰甲——XOSExoskeleton(意為「外骨骼」)!

  橫空出世

  XOS Exoskeleton

  阿富汗,某秘密基地。四名全副武裝的健壯男子守衛在一座厚重的大鐵門外。砰!鐵門內部突然發出了一聲巨響,堅硬的表面上居然凸起了一塊。

  砰!門被砸開了,一個金屬怪物突圍而出——乍看像是個機器人,仔細一瞧,裡面居然藏了一個人!天才武器發明家托尼·斯達克正「穿著」他自己製造的機械戰甲,輕鬆地將四名只會胡亂開槍卻絲毫傷害不了他的莽漢解決,然後站在山巔上,傲然睥睨山下的敵人基地,輕輕一扳已經對準的機械臂開關,一顆火箭彈隨即呼嘯而出……

  這是即將於5月上映的電影《鐵人》(IronMan)中一幕激動人心的場景。《鐵人》本改編自漫畫,講述一個天才發明家穿著自己引以為傲的機器戰甲拯救世界的故事。

  美國,猶他州,某山頂實驗室。軟體工程師雷克斯·詹姆森將自己「塞」進一件看起來像從科幻小說里跑出來的機械戰甲里,他扣上鋁製靴帶,將腿部與腰部的束帶繫上,雙臂靈活地穿進機械臂里,「著裝」過程就完成了。

  然後,他開始走動,靈巧地左右出拳——要知道,這件機械戰甲重達150磅(約合68公斤),然而相當於背著一個成年人走動的詹姆森卻行動自如,好像全無負擔。

  他確實沒有負擔。他可以像武林高手一般,輕而易舉將一張實木桌子一劈為二,或是跟電影《鐵人》裡的主角斯達克似的,一拳轟開一道鐵門。而且他這麼蹦躂上一整日也不會累。

  這個如夢如幻的場面居然是真實存在的。

  在《鐵人》漫畫誕生40多年後,一套具備真正威力的機械戰甲,終於穿越人們的夢境,在現實中橫空出世。

  最近,美國麻薩諸塞州大型軍工企業雷神(Raytheon)公司就開發出最接近人們幻想中的成品——這就是以上華麗亮相的XOS。

  五角大樓國防遠景研究工程機構為此在過去40年付出了天文數字的投資——拜其所賜,以史蒂夫·雅各布森為首的一批「瘋狂」科學家才得以將XOS付諸實踐。

  直接目標:戰爭「神器」

  機械戰甲的概念起源於1963年。當年,美軍軍工科學家瑟治·扎洛尼發布了自己關於一種可以「穿」在人身上的機器人的設計圖,操作者可因此變得力大無比,但當時的技術條件尚沒有能力將其付諸實際。

  直到2000年,美國國防高級研究計劃局開始了一項為期七年、耗資7500萬美元、名為「提升人力之機械戰衣」的項目。美軍前陸軍上校傑克·奧巴西克就是該項目的大力支持者之一,他表示,在見識到更為小型、靈便的傳感器以及更快速的微機處理器被開發出來之後,他就堅信,機械戰甲將不再是遙不可及的夢境。

  雄心勃勃的計劃局的目標是打造真正的「鐵人」:他們想要一件可以讓每個士兵都輕鬆操作的機械戰衣,只要穿上它,士兵們可以輕而易舉提起數百磅的重物,可以沒日沒夜卻又不覺疲憊地行軍,可以扛起一般需要兩個人才抬得動的武器,可以背著一兩個傷者在戰場上狂奔,可以在槍林彈雨中穿梭卻毫髮無損……

  現實困難:很貴很耗電

  嘲笑計劃局異想天開的人也大有所在,科內爾大學工程師伊芙萊西·加西亞表示:「面臨的挑戰太大了。」首先是燃料問題,機械戰衣必須攜帶一個小巧且高效的動力系統,起碼能支撐它運作上一日,而精緻高端的人造肌肉組織以及複雜的控制系統可是很昂貴的。另外,這件機械戰衣必須擁有足夠的智能與操縱者展開「親密無間」的互動,這意味著它要能迅速讀取操縱者的每一個意圖,當操縱者做出一個動作時,戰衣要幾乎同步拷貝其做法,即使僅有一點點滯後,當操縱者抬腿走路時,也會覺得有如在水中步行一般費力,那這件戰衣只能成為一個沉重而精緻的金屬牢籠罷了。

  另外一點離目標距離尚遠的證據在於,XOS背後還拖著一根長長的「尾巴」——小型高效的能源裝置基本是個世界難題,雖然目前可以通過攜帶電池行動,但40分鐘電量就消耗完了。這無疑與計劃局的憧憬相差甚遠。

  研究人員:希望在明天

  據主要研究者雅各布森介紹,機械戰衣與操縱者只需要在某些點發生接觸——例如手腳處——而一台智能機器完全可以通過與一個真人的皮膚接觸就讀取其接下來的意圖,而後迅速做出反應。只要再進一步加強機械關節的靈活度,改良製造出更為敏感的傳感器,正如成品XOS,只與操縱者保持了六個部位的接觸,操縱者便幾乎不需要費一丁點兒力氣,就可以引導這個大傢伙做出任何自己想要做的動作。

  在漫畫《鐵人》裡,主角英雄在惡人的老巢里陷入山窮水盡的境地——他的戰甲快沒電了,但是,英雄總是能柳暗花明又一村的,他將一根手指(當然是戰甲的手指)戳進水泥牆裡,摸索到一根電線,於是,迅速地再次動力滿滿了。

  現實版的戰甲卻暫時不具備這麼好的能力,所以,投入應用的第一代XOS的活動範圍受到約束。據奧巴西克的設想,XOS一開始可以用作戰場搬運工具,只要有汽車或輪船的發動機,使用戰甲計程車兵就可以利用這一能源從一架直升機上迅速卸載巨型軍用物資,或扛著沉重的履帶維修坦克等。軍方希望在2009年就開始實地測試現有版本的XOS,雅各布森與其他科學家仍然在為研發出可自給動力的機械戰甲而努力。

  原理:XOS的工作原理與人類肌肉組織的運動原理相似。當人彎曲手肘時,上臂的肌肉纖維組織會緊靠在一起,從而牽動肌鍵運動。而在XOS,與皮膚接觸的傳感器感應到操縱者的動作意圖,它會把收集得的數據資料傳達給中央電腦,中央電腦再據此做出模仿這一動作的路徑,之後再將指令傳達到機械臂上各個關節,關節內部的液壓機催動傳動裝置,隨即與人的動作同步——而這一過程總共耗時不過數千分之一秒!

  XOS離「神器」有多遠?

  任想像馳騁的動漫世界裡不乏各種各樣的機械戰甲,從EVA到高達比比皆是,但與美軍開發中的「鐵人」最為相似的,莫過於《全金屬狂潮》中的AS。

  所謂AS,就是「ARMSLAVE」,全稱「主從追隨式機甲系統」(Armored mobile master-Slavesystem),是一種全長8米左右的人形機動兵器。

  高度:8.3米能源:常溫核融合爐驅動:人造肌肉關節系統配備:電子偽裝迷彩系統,可做到真正意義上的「隱身」操作:同步動作識別系統,讀取操作者的微小動作,並將其擴大化反應在機體上,使機體作動。

  因為駕駛倉空間較狹小,操作者無法做出和機體同等的動作,故採用了將小幅度動作擴大化的做法。具體說來就是,操作者的手肘轉動10度的話,機體馬上就會做出手肘轉動30度的反應,而這過程中,操作者的各種沒必要的小動作以及動作過程中的不配合情況,由計算機「翻譯」後以最有效的動作平滑地反應到機體上。

  優勢:進一步減少操作者的能量損耗。

  劣勢:對操作者的要求更高。

  尖端科技:可將駕駛員的意念能量轉換成武器能量,形成超越現有任何武器的破壞力,並且在防禦時可以憑空製造防禦壁,用其阻擋實彈的攻擊。

  AS VS XOS

  高度:約2米能源:拖著一根又長又粗的電纜,若使用電池,只能維持40分鐘

  驅動:人造肌肉關節系統配備:無。操作:同步動作模仿系統,模仿操作者一舉一動,但可轉嫁任何需要操作者付出力量的動作。

  優勢:純粹是增加了操作者的力氣,操作更簡易。

  劣勢:就算不費力氣,手舞足蹈一整日也是會疲勞的。

  尖端科技:尚不能飛,亦沒有配備武器。

  衍生產物:義肢、制服、大力臂

  伯克利加州大學的霍麥雲·卡瑟魯尼教授從混合燃料汽車中獲得靈感,提出可以通過混合動力讓機械戰甲連續運作超過20個小時而無須再次充電。值得矚目的是,卡瑟魯尼教授正在開發一種面向肢體殘疾人士的機械義肢,他表示:「機械戰甲的意義對我們來說不僅限於戰爭工具,我們的機器將代替輪椅。」

  軍工企業以外同樣在開發機械戰衣的翹楚是一家日本企業。2004年,機械人專家三階吉行成立了一家名叫「生化動力」(原文是Cyberdyne,與《終結者》系列電影中機器人所用的系統名是同一個單詞)的公司,專心開發適用於肢體殘疾人士的機械外甲。目前該公司最為成功的產品當屬HAL-5,即名為「複合義肢」的機械裝。

  XOS是通過感應操縱者的行動而做出反應,以減輕操縱者在肢體上的負擔,HAL-5則利用與操縱者在皮膚上的接觸,由放在背包內的計算機控制,通過生物電傳感器將信號從大腦傳遞給肌肉,它能模仿佩戴者的步態和身姿,並預測佩戴者的下一步動作。

  已經進入商業批量生產階段的HAL-5在2005年時當選美國《時代》雜誌所評選的最佳發明之一,當然其靈敏性與造價不可與XOS同日而語,畢竟這只是一件醫療方面的產品,其研發目的主要用於協助肢殘人士行動與做復健活動,或是為醫院護士助力,讓他們可輕鬆將行動不便的病人背到需要的位置去。

  穿著機械戰甲與邪惡力量對抗,是幾乎每個男孩子的童年夢想。但是,長大後並珍惜和平的人,並不希望承載他們童年憧憬的「神器」,僅僅正如美國軍方所想是件戰爭工具——雖然若沒有軍隊的巨額預算撥款,機械戰甲或許沒辦法這麼快成真。

  它可以成為警察的制服,穿著戰甲的警察雄糾糾氣昂昂在馬路上行走,萬一有歹徒作惡搶劫,將壞人逮捕還不是輕而易舉的事?

  它可以成為消防員的戰衣,穿著戰甲的消防員衝進火場,輕而易舉就把受困的好幾個人都背出來;它可以成為建築工人的臂膀,工地上擔擔抬抬的活兒就是小菜一碟了;

  它還可以應用於旅遊業,想登高一覽眾山小卻又不想費力氣的人們翻山越嶺都不覺得疲憊……



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