陆军“超能勇士”单兵外骨骼挑战赛侧记

陆军“超能勇士”单兵外骨骼挑战赛侧记
陆战“钢铁侠”精彩来袭  ——陆军“超能勇士”单兵外骨骼挑战赛侧记  在庆祝中华人民共和国树立70周年阅兵式上,装备方队队员佩带的单兵归纳体系一经露脸,网友和军迷们便兴奋不已。  网上余温未散,网下战鼓喧天。深秋的北京,陆军“超能勇士”单兵外骨骼挑战赛精彩演出。笔者在现场看到,负重45公斤的兵士在各种杂乱地势上疾步如飞、不知疲倦,3米高墙轻松攀爬,3米壕沟接连跨过,近50公斤的炮弹被垂手可得地装填……  穿戴单兵归纳体系和外骨骼体系的兵士,好像都具有了超才能,就像《漂泊地球》《钢铁侠》等科幻电影中的机甲兵士相同。  此次挑战赛由陆军装备部主办。经过先期分赛区挑选,共有25个单位、29支部队、50余台样机入围决赛,环绕轻装机动、负重行军、物资转移、弹药装填等7个项目打开比赛。  聚集实战 比赛剧烈  某项目组的一位负责人指着使命布景类比赛的高低道路和城市巷道向笔者介绍:“未来战役需求什么样的装备,咱们就研制什么样的装备;未来战场是什么样的形状,咱们就设置什么样的查核项目……”  诚如斯言,此次比赛使命布景类的轻装机动、负重行军、物资转移和弹药装填4个比赛项目,均设置了实战使用布景。  轻装机动和负重行军项目,以单兵在杂乱地势条件下的敌后作战、快速交叉、物资前送等为布景。负重行军除了检测单兵负荷45公斤疾行3公里的才能外,还增设模仿战场担负伤员转移才能查核。测验组负责人告知笔者:“项目内容及评分标准制定,充沛研讨学习了近年来几场局部战役外军长距离、大负荷机动的实战经验,遵从了战伤救治‘白金10分钟’的规则,一起调研了部队在高原山地环境下跋涉速度受斜度影响等问题。”  有专家指出,要处理好负重行军的技能难题,要害在高效力学传递体系规划,其好坏直接影响可穿戴外骨骼各体系功用。参赛队之一“超级兵士队”规划的可穿戴外骨骼结构,选用仿生学规划,与人体匹配程度高,可根据个人身高进行主动调理。测验中,受试者负重感轻、行军速度快、体能耗费低、转移伤员功率高,颇受评委的喜爱。  在物资转移项目比赛中,笔者发现,参赛样机品种纷歧、结构多样,有的线路虽杂乱但操作起来反常快捷;有的看起来粗笨但足以使单兵疾步如飞;有的就几块穿戴式贴片却能使人“举重若轻”。带着疑问,笔者细心问询专家,得知其间奥妙:这些杂乱线路,能将电机动力传递至全身各个关节;这些看似粗笨但举动快捷的外骨骼,归于刚性外骨骼,是一种仿人体骨骼的动力设备,兼具负载和搬移托举功用,可以增强者的骨骼和关节力气,完结力的传递;这些穿戴式贴片,叫柔性外骨骼,是一种仿人体肌肉的压力开释设备,可以经过核算操控,增强者的肌肉力气,涣散身体的压力。  比赛现场,气动外骨骼和无动力外骨骼为两个转移弹药箱的兵士供给助力。“终究哪款更能前进转移功率呢?”所有人都拭目而待。据专家介绍,气动外骨骼是在人体提高重物的瞬间,向上供给一个冲力,有用添加作业者腰背部的最大肌力峰值;无动力外骨骼则是奇妙使用前置挂钩的力转移原理和弹性储能器材节能原理,将背部压力转化为提高力气。比赛过程中,两种外骨骼各有千秋,体会过的兵士说,用上外骨骼后感觉力大无比,完结使命轻松自如。  在弹药装填比赛项目中,尽管都是依托上肢外骨骼力气,但与气动和无动力外骨骼不同,来自“中兵勇士队”的托举型外骨骼样机,可以针对人体上肢动作进行自在度匹配和优化,完结机械臂对人体大臂、小臂的自在跟从,并由高功率密度电机加强肘关节力矩,有用减轻了托举动作的负重感。  技能引领 无限或许  人们最早规划外骨骼的目的,是辅佐增强单兵本身的承载和转移力气,让单兵在高低山地、茂盛森林等杂乱地势上,可以负重更多、走得更快、耐力更强。  近年来,国际首要军事强国相继推出包括作战、侦查、通讯、防护等要素的兵士体系,完全打破了传统单兵装备的概念。跟着需求推进特别是技能的前进,形状各异、功用多样的外骨骼不断面世,从刚性外骨骼到柔性外骨骼,从有动力外骨骼到无动力外骨骼,从下肢外骨骼、全身外骨骼到单关节外骨骼,各类样机逐步从实验室原理样机开展到面向战场的真实使用。  可以说,技能的前进引领着单兵外骨骼体系的开展方向,也使得以往无法幻想的情形变成了实际。为了杰出技能引领效果,此次比赛专设了妨碍跨过、兵器操控、协同操控等比赛项目,比赛内容靠近部队体能训练和战术环境。  “这些外骨骼虽好,但会不会捆绑战术动作的发挥?”有人提出疑问。“构设实战环境、查核战术才能,树立外骨骼作战效能评价指标体系,是咱们安排本次挑战赛的初衷……”一位评委说。  公然,在技能引领比赛单元中,生龙活虎的比赛局面为咱们拉直了这个问号——单兵穿戴上外骨骼,不光可以轻松翻越高墙、跨过壕沟、攀爬绳子、穿越管道,还可以灵敏操枪、长期安稳持枪。  “这得益于步态辨认技能和交互力触发体系的开展,在零力矩点平衡操控基础上,交融了灵敏度扩大操控算法和智能特征辨认操控算法。”来自“航天勇士队”的技能人员向笔者介绍,经过对外骨骼足底交互力体系进行优化,跨过妨碍时判别人体蹬地瞬间的足底动作,获取人体及整个体系的零力矩点和瞬间力的需求值,然后把核算结果反馈给主控体系,主控体系对这些数据进行运算调整后传给外骨骼驱动设备,完结对下肢外骨骼的动作调理,可以安稳行走、奔驰、跳动。  “野战条件下很难处理动力继续问题,有源类外骨骼的战场价值安在?”观赛的部队官兵发问。  “打破动力约束,是可穿戴外骨骼使用研讨的国际性难题。现有电池技能无法耐久地为外骨骼供给能量,需求开发能量强、体积小、驱动力大、安全性高的驱动设备。现在可穿戴外骨骼多选用电机驱动,尽管具有安稳和承受力强等长处,但结构杂乱,既添加了外骨骼的分量,又约束了外骨骼行走时的抬腿高度及下蹲起伏。”有关专家早就认识到了这个问题,他们带领团队正在研制一种新式纤维织物,使用“人工肌肉”替代液压体系驱动外骨骼,有望破解这个难题。  脑电、肌电等信号收集处理技能的开展,为提高单兵外骨骼装备的操控才能和智能化水平供给了多种途径。笔者在协同操控项目比赛现场了解到,经过脑电和肌电操控,单兵还可以解放双手,完结人体运动目的、言语目的的感知与辨认,然后精准操控无人装备,完结人机协同,拓宽战术空间。“神经工程中心队”研制的脑肌电操控设备,乃至可以在数十米外,将模仿雷管精准刺进直径几厘米的小孔中。  立异演示 面向未来  现在,跟着单兵装备“以兵士为中心”的开展理念不断深入,单兵外骨骼体系必将加快融入下一代单兵装备体系。  但是,“一招鲜”难以“吃遍天”,打造未来战场上的“钢铁侠”,既需求在单兵外骨骼体系的研讨使用范畴获得打破,又要在其他范畴有所立异。  本次比赛,专门设置了立异演示类项目,设置了防护集成、嵌入交融、目的感知、新式驱动、单兵飞翔5大版块,既有室内展现,也有室外演示。那些琳琅满目的高科技资料、部件及模块,扣人心弦的演示展现,让人拍案叫绝。  “单兵外骨骼除了可以为兵士供给强壮的机动转移才能外,还可以经过标准接口,加装不同资料、不同形状的防护组件。”  “本版块首要展现人工肌肉、仿生动力、高功质比伺服等外骨骼新式驱动技能。”  ……  展区解说员一边热心专业地解说,一边为观众介绍碳化硼、纳米、钛合金资料,以及生理监测、通讯定位、信息显现等功用模块。经过不同资料及模块组合,就能构建满意不同作战环境的外骨骼体系。  在法国独立日露脸的Flyboard Air单兵飞翔器令人刮目相看,尽管价格昂贵、寿数较短、操作性差,但当它用时22分钟腾跃英吉利海峡时,赢得了全国际的掌声。而在这次室外展演项目中,有关团队研制的单兵飞翔器一出场便成为焦点:该飞翔器不只可以完结空中悬停、准确绕弯、快速机动等战术动作,还可以完结遥控操作,并搭载兵器精准射击。  展现区呈现的飞翔概念背包,尽管仅仅一个概念产品,但相关理论现已老练,研制进入本质阶段。特别装备以液态氢气为首要燃料的涡轮发动机的产品,灵敏性、机动性、推进力更强,不光可以完结笔直起降,还可以经过可视化操控屏随时精准调控飞翔状况,乃至可以启用应急浮力体系完结平稳着陆。  除此之外,笔者在展区中还看到了一款仿人体的“盔甲”,是集成了全身轻型护甲、助力外骨骼、内置显现器等归纳功能的先进外骨骼体系。它可以加装先进防护模块,兵士穿上它,能瞬间变身刀枪不入的“钢铁侠”。  本文图片:陆军“超能勇士”单兵外骨骼挑战赛剪影。荣 璇、胡 灵摄  张旭航 白亮堂 王丽娜

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