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超级消防衣

2015-08-15王欢

中学科技 2015年5期
关键词:外骨骼重物执行器

王欢

在高楼林立的城市里,最容易发生,也是破坏力最强的灾害恐怕就是火灾了。从巴掌大的小火苗蔓延成一场可以摧毁一切的恶性火灾,只需要三到十分钟,因此,消防员救火的效率成为了人类与火灾对抗的决定性因素。然而,为了保障消防员的人身安全,提高救援效率,消防员在进入火场之前不仅需要穿着厚重的消防服,还需要携带大量的必备救援装置,这些装备最重可达近百千克。由于负载过重,不仅会影响消防员的移动速度,降低救援效率,甚至会成为他们的严重负担,极大地消耗了消防员的体能,并可能会导致消防员由于体力不支而无法抑制火情,威胁到自身性命。

因此,人们多么希望有一位超级英雄出现,他力大无穷,可以无所畏惧地冲入熊熊燃烧的摩天大楼之中,并毫发无伤地将被困人员解救出来,就像科幻电影中的钢铁侠,无所不能。而澳大利亚墨尔本莫纳什大学的研究人员也在为人们实现这一愿望而努力——他们利用外骨骼技术,在美军士兵外骨骼装备技术的基础上进行改进,通过精密设计,打造了一套可以使消防员救火效率提升百倍的超级消防衣,使每一位消防员都变身成为一名超级消防员。

下面,就让我们一起来认识一下这套神奇装备吧!

生命保护伞

首先要能保障消防员的人身安全,才能够更有效地扑灭大火或救援他人,因此,这套超级消防衣的首要功能就是能够对消防员起到保护作用。

同学们在影视剧中可以了解到,火场中经常会发生坍塌事故,致使重物撞击消防员的身体,从而严重危及其生命安全的场景。而超级消防衣主要采用轻质高强度合金材料构成,可以对消防员的身体起到非常重要的保护作用,足以抵抗上百千克重物的冲击。如若发生坍塌事故,消防员可以蜷起身体,用超级消防衣的金属结构包住身体,确保自身在灾难性的坍塌事故中毫发无伤。

为了协助消防员更有效地扑灭大火和营救被困人员,超级消防衣配备了一些必要的灭火装备——在其手臂上安装了高压输水管,消防员只需抬起胳膊,通过控制器操纵,高压水柱便会从该装置中喷出,非常便捷。

同时,为了便于消防员携带大量的救援装备,超级消防衣采用了一种非常巧妙的设计,可以将消防员携带的救援装备的重量和其自重直接通过外骨骼结构转移到地上,从而使消防员能够轻松承受上百千克的负重,而完全不影响其运动,大大地降低了消防员的负担。

其实,超级消防衣最为迷人之处在于它能够短时间地提升消防员的运动能力——力量和速度。由于超级消防衣在外骨骼的各个关节部位都安装了数十个功能各异的传感器和动力强大的执行器,并在腰部配置了可以控制各执行器的中心控制器。消防员可以通过控制器下达指令,使其辅助消防员的运动,大幅提升消防员的力量和速度,使救援更加快速有效。

例如,当需要移开重物救援被困人员时,消防员可以下达提升力量指令,使手臂、背部、腰部和腿部的执行器协同工作,从而达到提升力量的作用,将重物移开。而当需要快速爬楼时,消防员可下达速度指令,腿部的执行器即可快速协助双腿运动,轻松爬上高楼。

此外,如果遇到紧急情况,消防员需要快速脱下超级消防衣也是可以实现的。他只需按下紧急按钮,超级消防衣的各个连接部位就会断开,装备瞬间即可卸下。

外骨骼技术

外骨骼是一种能够提供对生物柔软内部器官进行构型、建筑和保护的坚硬外部结构,它的灵感来源于自然界中的节肢动物。例如螃蟹,它坚硬的外壳便是它的外骨骼。这种外壳不仅是充当盔甲的器官,也为螃蟹自身提供了一个坚固结实的框架和结构。

现在外骨骼被更多地应用于“超级铠甲”来扩充或增强一个人的生理机能,通过合理设计外骨骼的结构,并在重要的关节部位安装动力强大的执行器,则可让使用者通过控制器操纵外骨骼协助其完成许多“不可能完成的任务”,不仅可以帮助使用者大幅提高力量,还能够使其跑得更快、跳得更高。

听起来,外骨骼技术好像只会存在于科幻电影中,其实不然。美国国防部高级研究计划局早已在为野外执行任务的士兵设计和制造了一套战斗专用的外骨骼装备,不仅可以保护士兵的安全和生命,还能大幅提高士兵的战斗力。此外,美国航空航天局也针对航天员在外太空的运动打造了一套专属的外骨骼装备。

虽然,超级消防衣技术还并未完全成熟,有待科学家们进一步改进和优化,但外骨骼技术的应用前景非常广泛,不可限量,在人类所参与的任何一个领域几乎都有巨大的发展空间。因此,希望外骨骼技术能够迅速发展,为人类的工作和生活提供更大的便捷,让我们拭目以待!

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