机器人外骨骼能否提升士兵耐力并降低受伤风险？

外骨骼服究竟能提升多少耐力？

证据显示成效显著。2024年的一项病例系列研究中，88%的参与者在穿戴弹性背部外骨骼服后能举起更重的物体，个人耐力提升幅度从28%到75%不等[2]。这意味着，一名正常情况下在疲劳前能搬运100个箱子的士兵，穿上该装备后可能搬运128至175个箱子。在跑步方面，一款仅重609克的轻型被动外骨骼服使八分之七的参与者跑步能耗平均降低4.7%[7]。虽然4.7%听起来不大，但在长途行军或巡逻中，这相当于节省了大量代谢能量，从而延缓疲劳。

对于需要持续抬臂的任务，主动式肩部外骨骼服（Myoshirt）使参与者能够将手臂抬起的时间延长78.7%[4]。这与必须将武器或装备举过头顶的士兵直接相关。这种耐力提升并非仅停留在理论层面——在真实的军事野外训练演习中已得到验证，士兵们报告称外骨骼服增强了他们执行任务的能力[3]。

外骨骼真的能降低受伤风险，还是只会让你更卖力干活，到头来照样受伤？

核心担忧在于，如果外骨骼服能让你举起更重的物品，你可能会因此承担更多工作量，从而累积相同甚至更高的受伤风险。但数据显示情况并非如此。在2024年的同一项研究中，参与者举起重量增加了28%至75%，但穿戴外骨骼服时，其累积背部损伤——衡量下背部疾病风险的指标——反而降低了27%至93%[2]。该设备能如此有效地减轻脊柱负荷，以至于即使完成更多次数的举重，背部承受的总压力仍远低于未穿戴外骨骼服时的水平。

这种保护效果有生物力学设计作为支撑。受人体脊柱解剖结构启发而研发的双侧背部伸肌外骨骼（BBEX），能在对称和非对称提举动作中提供多维度的力量辅助，研究显示其可降低竖脊肌的肌肉疲劳并减轻脊柱关节的机械负荷[8]。在一项军事指挥官课程中，一套仅需5分钟的简易伤预防训练方案（虽非外骨骼装备，但针对相似作用机制）将伤病发生率从34.3%降至14.8%[1]。而外骨骼装备则更进一步，能提供持续、按需的机械支持。

对士兵而言，其意义显而易见：外骨骼服能同时提升工作效率并降低受伤风险，这是一种罕见的组合。2024年一项关于社会伦理层面的研究也指出，外骨骼服可改善身体表现并减少受伤风险，但该研究同时提醒，在应用过程中必须考虑心理影响及责任归属问题[9]。

外骨骼装备在真实军事行动中实用吗？

实地测试表明确实如此。在2023年的一项研究中，美国陆军炮兵士兵在一次逼真的野外训练演习中穿戴了背部外骨骼服。反馈结果极为积极：约90%的士兵报告称，外骨骼服提升了他们执行任务的能力，而100%的士兵表示，如果该装备进一步研发并投入使用，他们愿意穿戴[3]。此外，这套外骨骼服并未干扰其他任务，这对作战角色而言至关重要。

重量和体积历来是障碍，但新设计已着手解决这一问题。2021年一款轻量化髋关节屈曲辅助外衣，当时被称为最轻的动力外骨骼，使关键腿部肌肉的代谢率降低11.52%，肌肉疲劳度降低10.7%–40.5%[6]。一款被动式跑步外衣仅重609克，突出身体部分仅2.5厘米[7]。一款采用单驱动器（双踝共用）的下半身外衣进一步减轻了重量和成本，同时仍能减少肌肉用力[5]。这些进步使外衣在长时间任务中更具可穿戴性。

然而，挑战依然存在。2024年的一项综述指出了社会伦理层面的担忧，包括对士兵自主意识的潜在影响，以及建立明确问责框架的必要性[9]。此外，多数研究均为短期项目；在恶劣环境下，外骨骼服的长期耐用性及（主动式外骨骼的）电池续航能力尚未得到充分验证。但发展方向已然明确：外骨骼服正从实验室中的新奇事物，逐步转变为可投入实战的装备。

本文引用的文献

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