外骨骼是一种能够提供对生物柔软内部器官进行构型，建筑和保护虾是典型的外骨骼生物的的坚硬的外部结构。经过不懈研究，科学家已研制出很多性能卓越的外骨骼，帮助有需要的人更有效地打理他们的日常生活和工作。

介绍

主要组成

主要功能

有关实验

军事应用

十大机器外骨骼

介绍

外骨骼是一种能够提供对生物柔软内部器官进行构型，建筑和保护的的坚硬的外部结构。

一般是把虾、蟹、昆虫等节肢动物体表坚韧的几丁质的骨骼称为外骨骼，它有保护和支持作用。有时也指软体动物的贝壳和棘皮动物石灰质的板和棘。

主要组成

节肢动物的体表覆盖着坚硬的体壁。体壁由三部分组成：表皮细胞层，基膜和角质层。表皮细胞层由一层活细胞组成，它向内分泌形成一层薄膜，叫做基膜，向外分泌形成厚的角质层。

角质膜主要由几丁质（甲壳质）和蛋白质组成，前者为含氮的多糖类化合物，是外骨骼的主要成分，而后者大部分为节肢蛋白。甲壳动物的外骨骼还含有大量钙质，昆虫的却几乎无钙质。

角质层除了能防止体内水分蒸发和保护内部构造外，还能与内壁所附着的肌肉共同完成各种运动，跟脊椎动物体内的骨骼有相似的作用，因此被叫做外骨骼。

外骨骼，在自然状态，是指以硬壳或'皮'的昆虫（如甲虫，蟑螂）和甲壳类动物（虾，蟹） 。

这是不同的鸟类和其它动物（包括人类）的。凡具有骸骨属于"内部" 骨骼。

主要功能

内骨骼于外骨骼的关键的区别在于保障。昆虫和螃蟹中的外骨骼是充当盔甲的器官。它也为生物提供了一个框架或结构。在某种程度上，骑士的全金属盔甲，可称作一种外骨骼，因为它提供了一个硬壳或皮肤，在战斗中保护骑士。航天服和深海潜水的" JIMM "装也算是外骨骼，因为它们在极其恶劣的外部条件条件下帮助人体正常工作，

然而，科学家们对这方面进行了更加广阔的拓展。 外骨骼，现在被更多的联系到" 超级装 "或用于扩充或增强一个人的生理机能的系统。他们帮助一个人举起或携带较重的负荷，跑的更快，跳的更高。

在军事上，外骨骼将帮助战士更好地进行战斗，因为他可以得到更好的保护，携带更多的武器和装备，并具有比正常人更强的体能。

有关实验

发展人体外骨骼的挑战

尽管外骨骼的概念在美国科幻电影中出现已有数十年的历史，但鉴于基础技术的限制，它从来就不是一个实践性的概念。

能量供应是一个主要阻碍。 人体外骨骼的能量源必须是可移动的，并且能够为穿衣者所分派的任务来提供足够的能量。能量源也不应在任务进行中出现衰减。

运动是另一个问题。人体可以走路，奔跑，及向前后任意弯曲。这些复杂的运动都已被证明是难以被机械所模拟的。

人体外骨骼试验

在2001年，美国国防部高级研究计划局（ DARPA ）决心要克服外骨骼的发展上的技术问题。 DARPA的拨出5000万美元用于为期5年的的用以军事用途的外骨骼项目开发工作。

日本公司也一直在努力以商业用途开发外骨骼，特别是帮助残疾人和老年人进行日常生活和生活（散步，爬楼梯，负载等）。

双方在外骨骼方面发展的努力被认为是成功的。报道称由DARPA的资助的美国加州大学伯克利分校的项目，以及在在盐湖城的sarcos研究公司已做好该领域演示的准备。日本则拥有HAL - 5 （第五代外骨骼系统，叫混合肢体辅助系统或HAL）。该系统是一个全身套装，目的是对肌肉萎缩或脑或脊髓功能损伤的人们在无人力援助的情况下进行协助。

这些发展正在缓慢地解决着多年来那些让外骨骼只能停留在画板上的障碍。

迟早，外骨骼会真正进入实用领域的。

军事应用

从2000年开始，美军开始从事“增强人体机能的外骨骼”(EHPA)项目的研究，计划研制一种机器骨骼，提高人的军事作战方面的能力，计划在2005年开始进行样品试验。未来士兵佩戴外骨骼机器人后，将成为一名超级士兵，拥有无穷的力量，可携载更多的武器装备，火力威力增强，防护水平提高，同时可克服任何障碍，高速前进，不会产生疲劳感。

十大机器外骨骼

1. 赛百达因Hal-5 日本科技公司“赛百达因”(Cyberdyne)研制的HAL-5是一款半机器人，拥有自我拓展和改进功能。它装有主动控制系统，肌肉通过运动神经元获取来自大脑的神经信号，进而移动肌与骨骼系统。HAL（混合辅助肢体的英文缩写）可以探测到皮肤表面非常微弱的信号。动力装置根据接收的信号控制肌肉运动。 HAL-5是一款可以穿在身上的机器人，高1600毫米，重23公斤，利用充电电池(交流电100V)驱动，工作时间可达到近2小时40分钟。HAL-5可以帮助佩戴者完成站立、步行、攀爬、抓握、举重物等动作，日常生活中的一切活动几乎都可以借助HAL-5完成。HAL-5装有混合控制系统，无论是室内还是户外均有不错表现。

2. 救援机器人T52 Enryu T52 Enryu是机器人家族的一个大块头，重量近5吨，身高达到3米。它非常强劲，可以帮助救援人员清理路面上的碎片。T52 Enryu可以在任何灾害的救援工作中派上用场，例如地震。它靠液压驱动，也被称之为“超级救援机器人”，能够举起重量近1吨的重物，机械臂则可以完成所有类型的动作。T52 Enryu由日本公司Tmsuk 于1994年3月设计，而后在长冈技术科学大学接受测试。测试中，它成功从雪堆上举起一辆汽车。

3. 松下充气式外骨骼
松下充气式外骨骼在设计上用于帮助瘫痪患者。它的肘部和腕部装有传感器，允许手臂控制8块人造肌肉。人造肌肉内装有压缩空气，用于挤压瘫痪部位。

4. 伯克利·布里克外骨骼
伯克利·布里克外骨骼由美国国防高级研究计划局(DARPA)设计，致力于帮助士兵、营救人员、野火消防员以及其他所有应急人员的Bleex计划为设计提供资金支持。设计伯克利·布里克外骨骼的目的就是帮助这些人员轻松携带各种装备。

5. 机甲外骨骼
机甲外骨骼是科幻小说中经常出现的机甲的一种复制品，高度达到18英尺（约合5.48米），由美国阿拉斯加州的工程师卡洛斯·欧文斯发明。机甲外骨骼实际上是一种步行机，由里面的驾驶员操控。它的外形与人类似，正如科幻小说中所描述的那样，它也拥有一身好拳脚和剑术。

6. Stelarc外骨骼
Stelarc外骨骼是一款肌肉机器人，外形与蜘蛛人类似，长有6条腿，直径达到5米。它是一种混合人机，充气和放气之后便可膨胀和收缩，与其他外骨骼相比具有更高的灵活性。使用时，操作人员需站在中间，控制机器朝着面部方向移动。Stelarc外骨骼由流体肌肉传动装置驱动，装有大量传感器。

7. 脑控外骨骼系统
这种外骨骼能够实现骨骼、肌肉与神经系统之间的交互作用。所有骨骼和肌肉都由大脑直接控制。脑控外骨骼系统由美国密歇根州大学的神经力学试验室设计。

8. Springwalker外骨骼
Springwalker外骨骼能够像所有动物一样奔跑跳跃。借助于这种外骨骼，佩戴者的奔跑速度最快可达到每小时35英里（约合56公里），跳跃高度可达到5英尺（约合1.52米）。

9. 被谋杀教授步行辅助设备
这款步行辅助设备用于帮助少肌症患者恢复身体机能。少肌症可导致患者骨骼肌流失。之所以起“被谋杀教授”这个名字是因为这款步行辅助设备由美国弗吉尼亚理工大学被人枪杀的凯文·格拉纳塔教授研制。格拉纳塔早已经离开人世，但他研制的步行辅助外骨骼却仍在帮助着很多患者。

10. 引力平衡腿部矫形器
引力平衡腿部矫形器在设计上用于帮助佩戴者在不受引力影响下走路。由于消除了引力影响，这也就意味着轻偏瘫患者在这种矫形器帮助下可以很容易行走。借助于这种设备，轻偏瘫患者可以重获力量和控制能力。这种矫形器由美国特拉华州大学研制，可以进行调节，能够在腿部移动和引力之间实现一种平衡。