轉載從: Tech News 科技新報
尼古拉斯‧葛茲（Nicholas Gotts）是福特汽車的員工，過去 6 年裡，他幾乎每天都在福特旗下的野馬跑車生產線忙碌，做最多的事情就是扭螺絲。
在汽車生產線，員工大多使用工業級電鑽機，站在汽車底盤下方，將電鑽機舉過頭頂，才能用螺絲固定框架。這個動作葛茲每天大概要做 500 次，這也使他很早罹患腰肌勞損。
但從去年開始，葛茲在生產線動作變得輕快許多，也不像以前一樣做一下就要停下來休息。
祕密在於葛茲身上特殊的工作背心：主體是一塊金屬背板，由兩側肩帶和腰間環形臀帶支撐，相連的管狀支架則從後背一直延展到雙臂兩端。
因為構造和設計和人體骨架相似，這種奇怪的裝置也有個抽象的名稱，叫「外骨骼」。
▲ 1890 年，俄羅斯發明家 Nicholas Yagn 設想的輔助行走裝置圖。
自蒸汽時代起，一名俄羅斯人就曾萌生「用外置骨架配合壓縮氣囊的方式改善人類運動力」的想法，但當時並未整合電源供應系統，反而需要人自己花力氣操作，動力沒多少，負擔倒是重了許多。
▲ 60 年前，通用電氣公司應美國軍方要求開發的外骨骼裝甲。（Source：ВОЕННОЕ ОБОЗРЕНИЕ）
到了 1960 年代，真正意義上內建動力系統的外骨骼裝置才出現。當時，通用電氣公司應美國軍方要求，開發了名為「Hardiman」的增強型裝甲，號稱能讓使用者舉起近 700 公斤的重物──相當於舉起一頭水牛。
然而，歷經 60 年，大部分人對外骨骼的認知仍然只停留在電影和遊戲作品，滿足了少數人對超能力的想象，卻更像娛樂化的產品。
而在現實世界，這個看似能賦予人體奇特能力的裝置，卻沒有那麼令人矚目。
因外骨骼而改變的醫療、工業和軍事領域
收到福特汽車的訂單前，Ekso Bionics 公司已獲得開啟醫療市場的鑰匙。
2012 年，Ekso Bionics 推出首款外骨骼支架裝置 Ekso GT，開始與當地神經康復中心合作，讓截肢或癱瘓者、其他行動不便的病人能重新獲得站立能力，或是用於步行訓練。
▲ 截肢或癱瘓者使用 Ekso GT 用於步行訓練。（Source：Royal Bucks Hospital）
整套裝置由鋁合金和鈦合金構成，雖然重量高達 20 公斤，但由於有獨立支撐架構，以及連線的金屬支架，重量會轉到最底的腳板，所以穿戴者並不會有明顯的負重感。
同時，腿部和膝關節的感測器還會偵測患者的運動能力，再透過電動馬達施加外力，幫助患者雙腿行動。
4 年後，這款裝置拿到美國 FDA 食品藥品管理局許可，意味著 Ekso GT 能名正言順用於治療脊椎受損或中風患者。
Ekso Bionics 創始人 Russ Angold 回憶，在醫療領域嶄露頭角後，便開始有人問他，是否有針對工人的外骨骼裝置，福特便是其中一家。
他們問我，既然癱瘓的人可以重新走路，那麼你們能用同樣的技術，讓工人變得更強壯嗎？
事實上，但舉凡那些需要舉起手臂、並長時間保持同姿勢工作的人──如要肩扛巨大器材的攝影師、餐廳服務生或精密儀器維修的電工等，或多或少有手臂和肩部肌肉勞損，甚至蔓延到背部和腰部，對日常生活造成影響。
▲ 福特汽車生產線使用的 EksoVest 外骨骼。
為了降低長期重複作業造成的身體損傷，自 2017 年起，福特汽車開始與 Ekso Bionics 合作，在美國兩家工廠測試新的工業用外骨骼裝置「EksoVest」，一年後，這種裝置適用範圍擴大至福特全球 15 個地區工廠。
如今，福特不是唯一一家將外骨骼裝置運用到工廠生產線的公司。在加拿大胡士托市的豐田汽車工廠，同樣有近 200 名工人同樣使用 Levitate 公司的「Airframe」外骨骼協助超音波焊接的偵測工作，而 BMW 和波音公司的生產線也有類似產品的身影。
▲ 日本 Cyberdyne 公司研發的 HAL 外骨骼也在醫療領域使用多年。
可以說，對那些想保護工人、提高效率，並避免出現巨額醫療賠償的工廠來說，這些外骨骼無疑是不錯的幫手。
▲ Levitate 公司開發的「Airframe」外骨骼。
工人尼克‧范德巴恩（Nic Vanderbaan）表示，41 歲的他已很難脫下外骨骼工作，這就像有人幫他托起手臂並保持固定，如果他想把手垂下來，托力也會漸漸消失。
它不會讓你獲得超人般的怪力，但卻能減輕工作負擔。一旦習慣後，你就會把這些金屬支架視為自己身體的一部分。
至於在軍事領域，外骨骼的相關研究則更早，各大國一直都在加強對外骨骼的研究力度。如今很多民用領域的外骨骼技術，如前文提到的 Ekso Bionics，本身也有非常深厚的軍方背景。
目前，知名軍工企業洛克希德‧馬丁公司開發的 ONYX 外骨骼系統，正計劃今年下半年交付美軍進行野外測試，目的並非增強戰鬥能力，而是減輕使用者腿部和背部負荷，中國同樣展示過類似的原型產品。
此外，美國陸軍實驗室也在探索「第三臂」概念，即使用外掛小型機械手臂當武器支架，緩解士兵的肌肉疲勞。
當痛點問題解決之後，外骨骼就逐漸成為這些產業切實的需求，但對大部分普通人來說，想要親身接觸到外骨骼仍不是容易的事。
普通人想擁有外骨骼依舊很難，成本就是個大問題
每家生產外骨骼的公司，都希望自家裝置能更廣泛普及。畢竟，如果它能讓截肢或癱瘓者重新獲得行走的能力，為什麼無法取代輪椅？
這涉及兩個難點，一是高昂的成本，二是電池問題。
（Source：StreetRegister）
2017 年，《華盛頓郵報》報導因手術失敗導致下肢癱瘓的患者，當時她在康復中心藉助以色列 ReWalk 公司的外骨骼產品重新獲得行動能力，但溝通理賠時卻遭到保險公司拒絕，理由是「擔心裝置的安全性和實用性」，所以並未將外骨骼列入投保範圍。
當時，一套 ReWalk Presonal 6.0 外骨骼套裝的價格約為 8 萬美元，Parker Hannifin 公司生產的 Indego 接近 10 萬美元，至於前文提及的 Ekso GT 還更貴，大概 15 萬美元，這遠遠超出一個家庭可負擔的範圍。
也因如此，目前大部分外骨骼公司的銷售目標只能集中在大型康復中心、醫院或是工廠，如果個人想購買，獲得保險公司補貼會是不錯的方法，但前提是保險公司承認。
（Source：wjct）
「他們對外骨骼的預期是，不僅能幫助人們恢復行走能力，還可以提供一定的醫療效用或幫助。」耶魯大學放射學教授 Howard Forman 說，他認為目前外骨骼裝置的定價，超過保險公司眼中的價值。
不過，一些外骨骼產品也會強調改善人體機能。如 ReWalk 產品介紹，就標注「可降低患者的體脂、改善肌肉對姿勢的控制、平衡腸道及膀胱功能，並提高氧氣代謝及心率」等字樣。然而具體改善功效因人而異，故很難有明確的量化指標。
此外，動力外骨骼往往內建大量偵測感測器和液壓裝置，如果不想拖著一根電線走來走去，唯一的辦法就是自帶電池，可現階段多數裝置僅能堅持數小時續航，限制了戶外行動範圍，在有限的體積下，堆電池肯定行不通。
殘酷的現實是，假如一台外骨骼失去電源供應系統，和一堆廢鐵也沒什麼差別，這也是為什麼至今仍很難在軍事領域看到大規模使用外骨骼裝置。
當然，已經有公司開始研究低成本，以及輕型化設計的外骨骼裝置，使用更輕的材料、更緊湊的造型，或是引入 AI 技術，讓這些機械支架更精準地辨識肢體動作。
（Source：TechCrunch）
加州大學柏克萊分校和 SuitX 就曾做過不那麼奢侈的成品。兩者合作的 MAX 將外骨骼分為背部、肩部和腿部，各零件定價不超過 5 千美元，買家可根據實際需要入手全套裝置，也能只選其中一兩件，金錢壓力明顯小不少。
之後，SuitX 還計劃打造更多智慧化、低成本的外骨骼裝置，比如幫運動員減少氧氣消耗量，使其獲得更長的跑步時間。
（Source：Wired）
在美國范德堡大學，工程師還研究出彈簧驅動的外骨骼裝置。和幾乎布滿全身的金屬支架不同，這個外骨骼只有踝關節部分，僅 400 多克重，加上不需要設計電池和動力系統，原型產品的成本僅 100 美元。
這和卡內基美隆大學之前發明的踝關節外骨骼十分相似，兩者都宣稱可減少使用者小腿肌肉的負擔，緩解走路時承受的壓力。
外骨骼走向商用的背後，也是人與機器關係的不斷演變
據 ABI Research 研究報告，今天，整個外骨骼市場的硬體收入僅 1.92 億美元，預計 2028 年會達到 58 億美元規模。
除了工業、醫療和軍事領域，外骨骼似乎還沒有找到更合適的使用場景。這不僅是因為價格高低，還要回答能拿來幹什麼的問題，總不能說，我們買外骨骼就是為了搬磚頭吧？
何況在這些領域，外骨骼面對的競爭不僅有同行，還有其他新興技術，比如成本同樣在下降的 AI 智慧機器人。
▲ 某些外骨骼可讓需要長期站立工作的人享受坐「空氣板凳」的便利性。
在倉儲、物流和服務業等多個領域，AI 智慧機器人已能完全取代人類；而對追求效率、想全天候運作的工廠來說，一個能 24 小時不間斷工作、不知勞累、甚至不會犯錯的機器人，比人本身更吸引人。
也有人開始擔心，外骨骼普及會衍生新矛盾。英國工程技術學會教授諾爾‧沙基（Noel Sharkey）接受 BBC 採訪時就說：
如果工人穿上外骨骼工作，疲勞感減少了，那麼工廠是否會要求他們做更長的工時？沒人能阻止這種情況發生。
7 月美國舊金山 Gray 藝術節，一群身穿外骨骼的人在黑暗風格濃郁的工業電子配樂下起舞，每個人的動作都高度一致，宛如提線木偶。
（Source：The Sun）
真相是，在開演之前，舉辦方將事先編排好的舞蹈動作程式檔導入每個外骨骼裝置，這意味著觀眾看到的舞姿，都是由金屬支架和液壓缸組成的外骨骼決定，人不過是道具而已。
創作者路易斯─菲利普‧德默斯（Louis-Philippe Demers）說，他希望透過這場向義大利詩人但丁《地獄篇》致敬的表演，重新啟發人們對技術、機器控制議題的思考。
但也有人另闢蹊徑，選擇把外骨骼變成內骨骼，直接和人體融合，變成組織的一部分。
（Source：Brewminate）
麻省理工學院的休‧赫爾（Hugh Herr）教授就把自己稱為「仿生人」，他在某次登山事故失去了雙腿，之後就接上包含人造電極的義肢，與大腿神經相連，以便更靈活地控制自己的「雙腳」。
2014 年的 TED 演講，他表達一個觀點：
我相信植入式神經終究會超過義肢的範疇，進一步延伸至外骨骼領域，讓人類僅靠意念和感覺來控制，並從根本上創造重新認識自我潛能的領域。
或許外骨骼的迷人之處，恰恰在於人類的全面參與感，就好像無論外穿鎧甲的鋼鐵人，還是內長金屬的金剛狼，意識都還是屬於自己，無需拱手讓賢智慧機器人，只是如果我們選擇讓自己全面機械化，人類還是人類嗎？
（本文由 愛范兒 授權轉載；首圖來源：shutterstock）
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