中科院客製化軍用外骨骼系統 減輕單兵負擔提升作戰效能

朱明 2021年02月13日 15:58:00
中科院將以4年時間,設計製造符合我國單兵使用,具有量輕、荷重強(40到100公斤)」的軍用荷重型動力外骨骼系統。圖為Lockheed Martin公司外骨骼ONYX。(取自Lockheed Martin臉書)

中科院將以4年時間,設計製造符合我國單兵使用,具有量輕、荷重強(40到100公斤)」的軍用荷重型動力外骨骼系統。圖為Lockheed Martin公司外骨骼ONYX。(取自Lockheed Martin臉書)

軍用外骨骼為近年世界各國研發的新技術裝備,現階段僅美國、加拿大、日本等少數國家擁有此最新技術,但不輕易對外銷售釋出。為滿足三軍作戰需求,中科院自2020年起,在國防部的支持下,預計以4年時間,透過參考國外軍事最新科技趨勢,以及我國軍事應用情境與需求,設計製造重量輕、反應速度快、扭力大、荷重能力強(40到100公斤)」的軍用荷重型動力外骨骼系統,藉以提升國軍之戰場效率、減輕單兵戰場體力負擔的目標。

 

"The ONYX is a battery-powered, lower-body exoskeleton embedded with artificial intelligence (AI) technology meant to...

AeroDef Manufacturing 發佈於 2018年12月11日 星期二

 

 

中科院自研外骨骼系統 依我軍體型打造

 

中科院相關人士表示,研發軍用外骨骼系統,一開始雖大量借鑑國外相關技術,但考量我國與西方各國的人種體型、操作情境及作戰需求均有所差異,所以開發之初,即不考慮從國外獲得外骨骼系統,而是依據我國作戰需求及使用情境,採用客制化方式,隨時進行設計修改及軟硬體調整,打造專屬三軍官兵的軍用外骨骼系統。

 

中科院將依據我國作戰需求及使用情境,打造專屬三軍官兵的軍用外骨骼系統。圖為示意。(取自US,ARMY官網)

 

中科院目前運用最先進的航太金屬積層製造技術,完成零件輕量化製作,第一年針對零組件輕量化就達成減重72.17%的成果。此外,在外骨骼控制技術方面,中科院建立穿戴者移動意圖追隨控制演算法設計,並開始將演算法燒錄於軍規等級之嵌入式控制電路板。

 

 

初代軍用外骨骼原型機 台北航太展9月揭曉

 

在電源供應與節能技術方面,則是完成鋰電池電源供應模組開發,其中電源供應模組符合IP65防塵防水等級,並通過IEC62619 7.3.3 延燒測試。最後,在測試設備方面,中科院也完成仿真腿動力輔助測試平台設計及裸機運作測試。在今年(2021),中科院將著手進行相關軟硬體組裝與性能測試,並預計將第一代軍用外骨骼原型機於今年9月中旬舉行的台北航太展時展出於國人面前。

 

另外,陸軍單兵標準戰鬥負重約11公斤、行軍負荷則達約30至47公斤,國軍士官兵長時間超負荷揹負,恐消耗體力不利於作戰。有鑑於此,中科院開發軍用外骨骼時,就已經充分考量可應用於戰場上砲兵佈署砲彈時彈藥搬運、重武器操作、傷患救助等實際需求,希望藉由機械輔助有效節省操作人力,提升作戰效率。相信未來國軍作戰人員若能配賦提高單兵負重(增加彈藥攜行量)、減輕單兵體力負荷之外骨骼,必能大幅提升我軍步兵戰鬥能力。

 

中科院開發軍用外骨骼時,為減輕單兵體力負荷,將考量戰場上砲兵佈署砲彈時彈藥搬運等實際需求,以提升作戰效率。(取自US,ARMY官網)

 

 

可強化士兵實戰效能 防膝關節、脊椎損傷

 

軍用外骨骼系統除可投入實戰外,平時國軍後勤單位與生產單位,在執行艦艇、戰車、自走砲、裝甲車等裝備維修或裝備生產過程之搬儲運時,工作人員更可穿載肌耐力增強型動力外骨骼,取代使用傳統固定式或移動式天車,來進行重體力(零件重量超過40公斤)或需操作重型工具等吊掛作業,以減輕人員體力負擔,同時提高工作效率,並預防膝關節與脊椎方面的職業傷害,可說是一舉數得。

 

外骨骼技術在近幾年的應用逐漸廣泛,一般商用是以醫療復健或減少傷害為主,其技術難度或門檻較低,軍事裝備除考量性能外,還要考慮與現有軍事裝備整合及戰場可靠度等特殊客製化需求,中科院希望透過科技研發,建立相關技術能量,強化國軍士兵肌耐力效能,持續為國軍提供更好的軍事裝備,為我國國防自主盡一份心力。

 

外骨骼技術近幾年應用廣泛,多為醫療復健或減少傷害為主。圖為一名脊髓受損的法國男子提布,藉由外骨骼重新行走。(湯森路透)

 

 

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