重型外骨骼,但系统复杂、笨重,且存在液压油泄漏风险;电动驱动(伺服电机)更清洁、精确、易于控制,是主流,但在输出巨大力矩方面仍需提升。
感知与控制系统是外骨骼的“智能”所在,目标是实现“人机一体”的协同感。
系统通过遍布全身的传感器网络(如力传感器、位置传感器、肌电传感器等)实时捕捉穿戴者的运动意图。中央处理器以极高速度处理数据,判断穿戴者意图并驱动执行机构。最大的技术挑战在于消除延迟,任何微小的延迟都会让穿戴者感到外骨骼是一种阻碍。
针对以上,陈启明有了大致的构想。
首先是能源与动力系统,已经有微型可控核聚变电池的存在,这部分已经解决。
然后是感知与控制系统,只需要把用在之前研究的仿生无人机上的感知系统与控制系统进行全方面改进升级,适配于需求就可以搞定。
结构与材料系统也好解决,只需要花点时间就可以搞定。
关键是在驱动与传动系统,这部分可有点难。这不像仿生无人机有很好的生物原型参考和仿生学原理,动力装甲可没有参考,完全依靠人体的各种动作分析进行。
人体肌肉纤维的收缩、韧带的弹性、关节的复杂多轴运动,其力量与精度的结合,远超现有任何机械系统。
如何将这种生物级的精妙转化成机械结构,且能爆发出远超人体的力量,这可太难了。
陈启明在电脑上调出无数个人体解剖图和运动力学模型。他深知,单纯的液压或伺服电机,都无法完美模拟人体运动的细腻和爆发力。液压过于笨重且有延迟,伺服电机力矩密度不足,无法在瞬间提供巨大的冲击力。他需要的,是一种全新的“人造肌肉”。
……
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