对美军军事装备研究方式的另类解读之机甲战士

　　　　　　美军的军事装备研究是军民互动的。在美国科技产业方面，这种合作方式能够产生良性的循环，其对国民生产力及水平的提高，有较大的促进作用；这中间的一个比较突出的现象就是，军事科幻题材影片中展示的未来武器，体现了美军军事装备概念研究在先的特点，民间再进行借鉴进行模拟辅助论证，而后在多方向开始产业化资金支持，最后则进入美军装备科研规划预研体系。在这里，科幻影片制作往往成为第一个进行这类探索，且风险较低的投资产业。

　　　　　　 六七十年代，美国陆军曾提出一种单兵携行装置，能够减轻士兵自身负荷，同时依靠该携行装置增加单兵装备容量，又不会给士兵造成疲劳。将其概念进一步延伸后，可以肯定，单兵机器人，半工机器人已列人美军装备开发序列。

　　　　　　 80年代末期，有一部叫做《异型》的美国科幻系列影片，在第二集中有一个搬运机器人；通过对它的分析，我们可以确定这是经过实际工程设计的军工机器人原型，该机器人为半工类别，仿人型，高度接近三米；平衡态依靠腿部重量支撑，没有外界传感器；人工机械传动控制，依靠电机提升肢体，能实现小角度方位行走；上肢运动方向较为原始，能进行约正负70度的俯仰摆动；前臂及手腕运动为轴向垂直，指部为一体化滑块连杆形式，估计可选配；该机器人应该是从货运叉车的设计中蜕变出来的，这种设计，在现代技术条件下是能够实现的，之所以没被大规模使用，肯定与其应用环境和应用功能不完善有关；当然80年代以前，美国也出现过机器人题材的影片，但那时侯的思想受限于技术条件限制，也仅是通过演员穿着厚实的油衣来模仿而已，进入90年代，这种情况则大为改观。

　　　　　　 90年代末期本世纪之初，各位年轻的读者肯定都接触过《黑客帝国》这部影片，我们切不要把其中的机器人当作卡通中的变形金刚来看待；在其第三集中出现的机甲战士，影片对其形态和功能的详细描述，表明美国自动工程界对仿人机械的设计思想已越来越成熟，其实用可能性也越来越大；美国人善于将最新科技首先使用到军事领域，这是司空见惯的事情，而日本仿人机器人的成功也从侧面印证了这个局面的紧迫。

　　　　　　《黑客帝国》中的机甲战士可以肯定借鉴了《异形》中的半工搬运机器人，是半工机器人的衍生型号，该机甲战士还具备了多种功能，从其前倾的行走状态看，设计者已考虑到其平衡态应由平衡陀螺和摆型控制器掌握，这是十分科学的机械行走姿态，2000年，已在日系机器人身上得到实现；在《黑客帝国》中，该机甲机器人还拥有了外界感知传感器，在其下肢落地时，可以看出传感器数据传递和解算回传指令造成的足趾探照时间延迟；其上肢转动已发展为全向，而其前臂虽然还是轴向垂直，但腕指运动已呈柔性；最值得一提的是，其人机控制界面已由机械控制转为电子控制，握把设计类似飞机的手不离杆操作，而不是《异型》中的键盘摇杆控制，至于是否采用余度稳定系统，可以看到机甲战士在跌到时的身体自平衡恢复反应，答案是确定的。我的天！我这不是在耸人听闻，我们都来问自己一句，现实和未来真的那么遥远么。30年代的欧洲影片，描述用大炮把飞船打向月球，到70年代成为现实；60年代的一些描述透明人的影片，在如今已通过光电视觉错位转换的手段开始实验；欧洲中世纪文艺复兴时的达芬奇，曾设计过潜艇、飞机等军事装备，并画出过详细的设计图纸，不管其设计是否科学，现在，人类的这些理想都成为了现实。

　　　　　　大概是2002年，参加了一次国际高科技周展览，在京某高校的一位自动控制专业的教授展示过一套设计，用一套半工装置进行重物提举演示，重物是一个花盆，放置方向为可控范围的任意平面，在2米范围内，提举到完成约30秒；这套设计可以被认为是一个前肢操作系统；在首钢的工业机器人展台，看到了程序控制机器人的单模焊接切割演示，这也可以看作是一个前肢操作系统，一个启动到确认需要15秒左右；在韩国的展台前，看到了前肢多模演示，既自动更换工装，自适应操作工件，更换启动到确认一个周期需要10秒左右。也许有许多不可比的条件，但搞的我有点灰灰的。再转悠的时候则勃然大怒，高科技展览周，竟然看到一个老中医搭了个台子，抱着个美女MM的头，号称一次治疗颈椎病，美女MM最后挣扎着满脸通红的跑掉了。最后看到某所的730自动炮早期型号，问了问捕获反应时间，喔，这还不错，保密，保密，心情总算平复下来。

　　　　　　如果用730的平台，再加上上面那位教授的前肢系统，估计是可以搞个半工机器人的，但行走装置选谁的呢，另外，外形需要较复杂的设计，总不能让人爬在机器上面工作，内置的控制舱设计是合理的；布置下来就需要所有的传动装置小型化，而且还要携带装具；01年，拿出过一个全工控制机器人，限位？、俯仰正负？、反应时间？秒、？轴稳定。在展览的时候，一个美国投资家说，这是我在中国5年以来，看到的第一个高科技产品，是么！那就赶紧把罩子拉下来，不给你看。可这个系统又太娇嫩，还要进行军标设计。头疼，看样子，还是老美的办法好，先拿到电影上过瘾，进行模拟设计评估，下来再进行实体设计研究，可是，钱呢。

　　　　　　在〈机械战警〉、〈终结者〉、〈冲出地心〉、〈星河舰队〉等影片中，我们除了以欣赏的态度来认识，也要从它的光怪陆离中解脱出来，对其中表达的往往是最前沿科技的一些信息进行关注；如最近美国学者正在开发的一种高速避弹纺织材料，该材料在高速撞击下坚硬，低速接触时柔软，不管其消息是否正确；但〈绿巨人〉影片中就有过这样的描述，这是现代生物科学技术的一个探索性课题。当然我们不能把主要精力放在这还属于歪门邪道的研究领域，那是科技怪人们做的事情。

　　　　　　 作为一个军事迷，另类解读军事话题也可以成为一个爱好；我相信，日积月累的思考和兴趣发散，对我们大家的突发灵感都有益处。