將草莓兵變成鐵金剛的外骨骼

一、軍用外骨骼裝置

    台灣在洪仲丘事件後廢除了軍法，軍隊中長官不敢嚴格管教士兵，訓練也放低標準，產生許多體力不佳的草莓兵，整體國軍戰力也減弱，這些問題不是向美軍購武器就可彌補的。隨著科技的進步，增強單兵作戰能力的外骨骼設備應時產生。所謂外骨骼，指的是身體外部加裝的類似骨骼的機械裝置，外骨骼裝備能使人員搬運效率提高、輕鬆爬高走路，而在軍事用途上，外骨骼可以提高戰士的負重能力及行動力。美、俄及中國大陸都早已發展軍用外骨骼增強單兵的作戰能力，台灣軍方也宣布投入研發軍用外骨骼。青年日報報導，美國研發的「機器外骨骼」裝備，已於 2018 年交由美軍測試，由於士兵負重進行攀爬動作時，會對背、髖、臀帶來傷害，並大幅耗損肌耐力與肌力，因此機器外骨骼能將重量轉移至外骨骼上，減少傷害。各國士兵的體型、操作情境不同，除非透過自主研發，否則很難就作戰需求及使用場景進行軟、硬體調整。

    外骨骼裝置，是一種由發動機、電池或液壓系統提供能量輸出，附帶外部防護裝甲和人工智能係統，以增加穿戴者力量、速度、防護能力的骨骼框架機器。在軍用領域，穿戴式外骨骼技術的發展十分迅速，運用仿生技術的可穿戴外骨骼，能夠大幅增強單兵載荷、機動性能和防護性能，顯著提升單兵作戰能力，使其成為各國爭相研究的焦點。近年來，世界各國軍在研發軍用外骨骼系統，以增強士兵的負載能力和作戰能力，並試圖將夜視儀、通信器材、信息化網絡模塊等裝備集成入外骨骼系統，打造能力全面的“超級士兵”。美國開發的HULC外骨骼系統總重32公斤，穿戴者可完成行進、下蹲和匍匐等戰術動作，使士兵能背負90公斤重物、以16千米/小時的速度行進，這相比傳統人力行軍無疑是質量大躍進。然而，外骨骼系統中的網絡信息化技術，才是真正的戰鬥力“倍增器”。目前，軍用外骨骼系統仍在大力發展中，由於可提高單兵作戰能力，外骨骼系統發展潛力很大，但在減少自身重量和電源能耗、提高裝置靈活性、改善材料強度等方面仍須突破。

二、中國的軍用外骨骼

    中國軍演中新一代機械外骨骼首次亮相，可有效提升戰士的負重能力，從而能夠提升至50到80公斤，這意味著必然單兵戰士能攜帶的武器彈藥數量變多，作戰能力整體實力大幅提升。目前中印邊境對峙，在海拔5000米的西藏，解放軍戰士有了軍用外骨骼的新利器。這項新裝備能夠幫助士兵背起的物資約有一個成年人重，還能避免腰部和腿部損傷。重量全在外骨骼上，不會體現到人身上。中國大陸在軍用外骨骼上的研究近年取得重大突破，軍用外骨骼主要是由上肢機構和下肢機構兩部分組成，在背負重物時，上肢機構將部分力分布到腰部和腿部上，傳給下肢結構。下肢機構則會將壓力傳遞到腿部，能夠吸收部分衝擊，從而保護膝關節。這個設計能夠高度匹配人體的關節運動，能適應高原、涉水等複雜和環境惡劣的地方。中國研製的外骨骼是單純靠機械助力，總體重小於5kg，穿上之後，人體最大可承受70kg，行走的時候能夠為肩膀減重30%，而在站立時能直接減重一半，穿戴最快能夠小於2秒，脫的話大約在30秒以內。

    軍用外骨骼的研發對於邊防戰士是巨大的幫助。據報導，解放軍訓練時，一名瘦弱女護士在穿上軍用外骨骼後，能夠輕鬆的背起一百多斤的傷員，進行跑步。此次在西藏缺氧地區使用外骨骼新利器大幅提高戰力值得台灣學習。中國軍方已經開發出自己的戰鬥用外骨骼，可優化在惡劣環境下高海拔地區的戰士作戰能力。陸軍士兵在作戰或構築工事時經常需要搬運重物，尤其是大型裝備或炮彈，近年來，中國大陸已開發出專為炮兵彈藥裝填手設計的單兵外骨骼系統，讓士兵可以鬆抬起約50公斤重的炮彈。如今的外骨骼系統換代的速度很快，在靈活性與負重能力不斷增強的同時也越來越簡潔。在助力的方式上，採用電池驅動與液壓助力相結合的方式來完成。另一種方式是依靠彈簧儲能來完成助力。在當今世界信息技術的不斷發展下，極大的推動了軍事裝備的發展，無人化裝備的發展便是一個重要的發展方向，並且目前世界各國都已經開始裝備大量的無人化裝備。無人化裝備在軍事作戰中的各個環節都已經展現出巨大的潛力。

三、外骨骼機器人發展

    目前，外骨骼機器人從技術路線上可以分為兩類：機械助力外骨骼機器人和伺服驅動/電助力外骨骼機器人。一個外骨骼機器人一般包括整機設計、驅動器（機構）設計、控制策略三部分，目前機器人獲得人類意圖有兩種方式：直接獲取操作者意圖和間接獲取操作者意圖。台灣的外骨骼仍處於研發階段，距離先進國家差距很大。除軍事用途外，中國工業外骨骼機器人相關企業也開始發展。早期困擾外骨骼機器人有一些問題，第一是能源問題，早期的外骨骼機器人離不開外部能源，通過內燃機和電纜的驅動一度是阻礙機器人發展的難題。第二個是控制問題，如今隨著鋰電池，燃料電池等成熟，高效能源的發展，一部分外骨骼機器人開始將能源和控制問題很好得到解決。

    為了解決草莓兵體力不支、速度不快等問題。在通用機動平台無法到達、外部能源供給不足的條件下，需要依靠外骨骼提升單兵的負載機動能力和複雜地形適應能力，同時減輕長時間行軍的身體疲勞。作業方面則以彈藥物資搬運、彈藥裝填等為主，在沒有專業設備保障條件下，需要依靠外骨骼提升單兵的搬移托舉能力，同時具有一定的操作靈活性。隨著技術發展，單兵外骨骼已經走向了實用。軍用外骨骼被認為能夠增強士兵的力量、速度和耐力。穿戴外骨骼的士兵能夠單手持機槍精準射擊，可承受巨大的重量，而且跑的也比平時更快！目前由於募兵制及訓練不足，國軍體能大不如前，此時發展軍用外骨骼裝備非常合宜。