距離成為鋼鐵俠我們還差幾步？——機械外骨骼研究所面臨的挑戰

《鋼鐵俠》這類的電影大熱，體現了人類對外骨骼技術的追捧。在現實世界中，人類從未停止探索如何利用外部設備來強化人類的身體能力。機器人專家和工程師們十分看好機械外骨骼技術，對相關應用也十分期待。不過，在外骨骼技術正式成為解剖學的一部分之前，還有一些相關問題亟待解決。

1、電力問題：
人體是能夠高效利用能源的，不過機械外骨骼是由機械運動部件構成的。有了充足且能夠移動的電源，機械外骨骼才不會給使用者帶來壓力。目前，人類仍在探索這項技術。

2、反應能力：
在使用發動機時，應確保發動機能夠迅速回應用戶的動作，以防影響用戶邁步。但是，如果外骨骼服移動過快，可能會導致四肢過分延展，用戶易受重傷。
圖為美國洛克希德馬丁公司（世界軍用飛機市場的領軍企業）開發的機械外骨骼。

3、煩瑣的技術：
研究人員一直在探索，不斷採用各種方式改進發動機和液壓系統，以便外骨骼更加輕便、靈活。此外，另一個問題是，在不傷害人的前提下，機械外骨骼怎樣才能在各種環境中都良好運行。為解決這一問題，人類或許有必要嘗試嵌入式防撞系統。
圖為Ekso Bionics生產的機械外骨骼。

4、失敗率：
軍用或醫用外骨骼常常關乎生死。因此，研究人員面臨的問題是：如何降低這些機械裝置的失敗率，才能確保各個運轉部件保持靈活，經久耐用。
圖為美國洛克希德馬丁公司與美國海軍共同測試的機械外骨骼。

5、神經信號：
大腦介面方面的問題在於：機械外骨骼要通過神經元才能感知到神經信號。筑波公司研發的「混合輔助肢體」（HAL）採用的是這樣的系統：該系統通過皮膚感知到弱生物醫學信號，然後試著輔助、支持使用者的行動。

6、神經介面：
通過機械外骨骼擴展人體最佳的方式，莫過於將機械外骨骼直接接入人腦。未來，若想研發出一款高效、非干預式的介面是很困難的。不過，就目前的經驗來看，一頂乾燥的腦電波帽或許是第一步。
圖為美國休斯頓大學中，下身癱瘓患者在嘗試帶有腦神經介面的機械外骨骼。

7、小眾研究：
隨著外骨骼領域的發展，人類的發展也面臨著更多的可能性。不過專家估計，人類至少還要15至20年才能造出能夠解決全部問題的機械外骨骼，而不是那些受到限制的、需要特製的機械外骨骼。

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