遊戲中的外骨骼動力機甲
在科幻電影中看到「黑科技」的鏡頭已經不是一件稀奇的事了，科技的進步，讓許多科幻作家筆下的未來世界逐漸成為現實，在《流浪地球》這部開年科幻片裡，我們看到了非常多的黑科技運用到電影中，其中有一些技術已經融入我們的日常生活中，還有一些仍然處於概念階段，或製造出的成品和電影中出現的差距非常之大，今天我們就來說說在電影中那套出鏡率極高的外骨骼動力裝甲。
電影的開頭我們看到戶口用自己改造的機械手臂和印製假通行證的不法分子，打鬥的場景，接下來徒手掰鐵門救出能說十幾種方言的「中國心」，救援隊在失去運載卡車的情況，依靠這套動力機甲徒步運送「火石」，在途中，被困在一幢大樓中，其中的一名隊員依靠這套動力機甲提升的能力，救下韓子昂。
另一位隊員運用其裝備的M134米尼崗轉輪機槍，給小隊打開了逃離大樓的出口，單兵外骨骼，讓這樣的情節成為可能，也讓機槍兵隨身裝載加特林破冰變得合理。要知道，很多電影中的手提加特林橫掃一切是很不現實的。這種每分鐘射速達數千發的六管機槍光是彈藥就不方便攜帶，更不用說它本身的重量和射擊時的後坐力。
外骨骼是什麼？
外骨骼的構想是受到甲殼蟲的啟發，單兵外骨骼機器人是一種由鋼鐵的框架構成並且可讓人穿上的機器裝置，也被稱作強化服、動力服、動力裝甲等，該裝備主要通過穿在體外、擁有骨骼模樣的機械裝置為人體增添量，實現人體體力、防護能力和對複雜環境適應能力的提升。
最簡單的解釋，就是普通人穿上它也可以擁有高機動性和強大的力量，這樣的提升可以說在未來外骨骼有著無限的開放潛力。
世界上第一套外骨骼裝甲在1960年由美國通用電氣公司研製而成，名為哈迪曼。它通過液壓和電力驅動，能使穿戴者的力量增加25倍，提起110公斤重量的物體就像提起4.5公斤那麼輕鬆。但0.76米/秒的緩慢移動速度限制了這一裝備的實用性。受困於當時的傳動系統發展不完善使得外骨骼行動緩慢，根本不具備任何使用價值。
《流浪地球》中的外骨骼裝甲
軍用領域
由於外骨骼具有提高人體極限的能力，最早也是被美國軍方所看重。直至2001年，一項旨在提高地面士兵作戰能力的人類外骨骼性能增強項目被公布，外骨骼機器人概念由此被提出，其軍事用途也被持續挖掘。
隨後在2010年由美國洛克希德·馬丁公司（以下稱洛馬）和雷神公司，相繼開發出人類通用負重載體和XOS的第一代單兵外骨骼裝甲產品。
這兩種外骨骼裝置均能不同程度上增強士兵的力量，機動性甚至增強了耐力，使其獲得更快的奔跑速度、更高的跳躍高度和更強的負重能力。洛馬公司在第一代產品推出後又著力研發出了HULC下肢動力外骨骼，在使用者的髖關節和膝關節提供動力輔助，並以傳感器感應使用者的動作，通過機載微型計算機使機器作出與穿戴者同步的動作。
其模塊化的組件也允許穿戴者輕鬆地換裝和穿卸。當穿戴者以每小時4公裡的速度在平地上行走時，HULC的續航能力為20公裡。最大衝刺速度則為16公裡/小時。
XOS及其第二代產品XOS2則是覆蓋全身的外骨骼裝置，允許穿戴者以17：1的比例搬運重物，即士兵搬運170公斤的物品時，就像在搬運10公斤那麼輕鬆。它由液壓發動機提供動力，由各種傳感器感知穿戴者的動作和發力的位置。
除了美國，中國、俄羅斯、英國、日本等國也在發展各自的軍用外骨骼機器人項目。
中國兵器集團所研製的外骨骼系統，於2015年7月在中國軍民融合技術裝備博覽會上首次亮相，該單兵外骨骼系統公開的技術指標為：額定負重，35千克；額定搬運，50千克。在額定負重下單兵平均步速4.5千米/小時，可連續行走約20千米。
俄羅斯已研發出「勇士-21」可穿戴式外骨骼。其裝備由背包式外架、金屬腿及相應動力設備組成，使用液壓傳動系統和箱式微型空速傳感儀，滿負荷行進速度達到每小時16千米。
同時，俄羅斯還在研發第三代「勇士-3」主動外骨骼系統。這是一款未來單兵作戰系統，固定在戰士腰部，能實現單手發射機槍，且準確率極高。系統外層材質是鈦金屬，內層採用輕質碳纖維材料。鋼盔可根據周邊環境自動變色。
美軍裝備的外骨骼設備
民用領域
除了軍用領域外骨骼機器人還可以幫助我們來完成更多的任務。比如在建築工程方面，施工人員可以搬運更多的原材料，醫療領域，外骨骼可以幫助已經失去行動能力的人實現行走能力，其實我們不難發現外骨骼機器人在民用領域的應用在最近幾年得到了快速的發展。
日本的醫療康復外骨骼機器人公司Cyberdyne研發的外骨骼設備HAL曾在福島核洩漏中裝備在現場搶險人員身上，幫助他們減輕負重。設備內部還加裝空調，防止搶險人員在反應堆內受熱中暑。
中國的外骨骼產品則在經歷著由軍用逐漸拓展到民用的過程。隨著人口老齡化趨勢的加快，中國將會面對勞動力的瓶頸。外骨骼機器人被認為是應對這一問題的一個良方。因此，也有一個說法稱，解決醫療和工業生產效率的外骨骼設備將成為中日兩大經濟體未來技術競爭的新領域。
當然目前在國內外骨骼機器人主要在醫療領域用作於康復治療。其可以用於輔助殘疾人、老年人以及上肢、下肢無力患者、癱瘓病人等。有了外骨骼機器人，四肢癱瘓的病人都有可能重新站立起來自主行走。
以往需要幾個康復治療專家的病人，只需要一個康復治療專家就可以進行康復訓練，這將大幅減少對康復治療師的需求。
用於康復治療的外骨骼
外骨骼的動力系統
除了實用性，動力也是制約外骨骼設備的關鍵。洛馬的HULC外骨骼動力機甲配備鋰電池作為動力來源，在標準工作模式中該系統的工作時間也只有2小時，滿負荷工作1小時就可以將設備的電量用光。
我們來設想一下，如果使用其他動力，比如內燃機，這將會使得外骨骼的體積變得大，甚至不方便完成作業項目。
如果我們將動力源外置，就像《新世紀福音戰士》那種連結一個充電插頭，雖然能保證外骨骼設備動力的持續供應，但其活動範圍將受到嚴重的限制，這樣就會大大局限其使用場景。
要想外骨骼機器人真的實現像科幻電影中那樣，想去哪裡就去哪裡，負載更重的物資，目前也只有等電池技術打破現在的瓶頸，對於電池充電，續航時間，這個在電動汽車領域老生常談的問題，如今也局限了外骨骼機器人的發展空間。
我們到底需要動力機甲的高續航，還是充電速度快呢？這個還是要看外骨骼未來在那些領域去使用了，比如建築工地和消防施救，這樣的情況就非常需要高續航的動力裝甲，幫助失去喪失行動力能力的人來說就比較需要外骨骼的充電速度。
福特公司給員工配備外骨骼手臂
外骨骼未來發展預期
其實，不止是《流浪地球》，這一步電影給我們描述了外骨骼是如何工作的， 早在2014年的科幻遊戲《使命召喚11·高級戰爭》和15年發布的《使命召喚12·黑色行動3》中，就出現了外骨骼動力機甲，玩家操控其遊戲主人公，在外骨骼的幫助下，完成一個又一個看似不可能完成的任務，其強大的火力堪比一輛輕型步兵戰車。
要說到外骨骼裝甲的巔峰之作，莫過於鋼鐵俠的鋼鐵戰衣。它採用微型核聚變電池，續航那是沒得說，至於充電這個問題，我們就不去考慮它了，除了提供超強的機動性和超音速飛行，甚至可以實現機甲內的簡單醫療，遠程操控公司和家的任何物體。
鋼鐵俠的動力機甲
相信，在動力電池和其他能源技術獲得新的突破後，外骨骼設備最大的制約因素將會消失，而這一技術的潛能將進一步得到優化，續航、可靠性、人機融合等問題將會隨之解決，在那以後外骨骼技術不只有在遊戲和影視劇中出現了，而是真的來到我們生活中，幫助我們完成更多的工作任務。（本文首發鈦媒體，作者/Seb祺，編輯/項歐）