《阿凡達》的科學:裝甲外骨骼讓人變大力神

    據美國《大眾機械》雜誌報道，好萊塢大導演詹姆斯-卡梅隆執導的最新科幻大片《阿凡達》正在全球熱映。實際上，卡梅隆還是美宇航局的科學顧問，參與研究用於火星探測任務的相機，他對待科學的態度素來嚴謹，《阿凡達》中所展現的先進技術場景也就不足為奇。以下是該片中對這些技術的描述及其在現實世界的發展現狀。

    重機械外骨骼戰爭機器

重機械外骨骼戰爭機器

    《阿凡達》描述：為了工作、戰鬥和穿越“潘多拉”雨林地區，人類穿上了“增強機動平臺”(Amplified Mobility Platform，簡稱AMP)服。這些裝甲外骨骼戰爭機器與《黑客帝國3：矩陣革命》中的“裝甲人員裝置”(Armored Personnel Units)和卡梅隆執導的《異形》中“強力裝卸器”(power loader)存在很大相似之處，只不過前者的駕駛艙是密封的。從這台機器的座位上，操作人員手臂和胳膊的活動會傳遞給AMP服的外部肢體，得到“增強”。操作人員擺動手臂，擺幅雖只有幾英寸，但AMP服相應的金屬臂卻可揮動周長10英尺(約合3.05米)的圓弧。

    《阿凡達》飛行器設計師泰-魯本-埃林森(Ty Ruben Ellingson)在宣傳片中説：“超級液壓裝置的力量十分強大，以致AMP服可以碾碎建築物，功能就像坦克一樣。”AMP服會讓操作人員變身“大力神”，對於太空海軍陸戰隊員來説，手提龐大的30毫米自動大炮參加戰鬥，就如一個人扛步槍般輕鬆。斯坦-溫斯頓工作室設計總監約翰-羅森格蘭特(John Rosengrant)對AMP服特點做了更為形象的描述，稱它就是“有胳膊的‘阿帕奇’武裝直升機。”

    科學事實：幾十年來，美國軍方一直在開發有動力裝置的外骨骼服，可以讓士兵攜帶重型裝備參加行動，幫助實施救援任務、工程作業、受傷康復。2000年以來，美國國防部高級研究計劃局(DARPA)根據“增強人類性能的外骨骼”項目，資助了各種各樣的研究，包括對雷神薩柯斯(Sarcos)研究團隊的支持。他們開發的機器名為“XOS”，重150磅(約合70公斤)，可以帶在人的手臂、胳膊和背部。

    這套鋁制機器人裝置的水力學原理可以讓使用者數百次舉起200磅(約合90公斤)的重物也絲毫不覺得累，而且用起來非常便捷，使用者仍能自如爬樓梯或踢足球。雷神薩柯斯XOS的一個重要缺陷是需要獨立驅動。眼下，XOS仍需要一個外部電源。麻省理工學院、加州大學伯克利分校和本田汽車等機構和企業的研究小組正在開發適於下肢使用的類似機器。

    與此同時，日本CYBERDYNE公司研究人員發明了鋼鐵俠式的人體外骨骼，輔助實施物理治療，稱為“機器人服混合輔助肢”((HAL)。美國納蒂克士兵研究開發與工程中心士兵機動和任務增強小組負責人戴維-奧迪特説：“像《阿凡達》這樣的電影足以讓我們去思考各種可能性。”這個小組在XOS裝置的研發中起著重要作用。奧迪特説，雖然AMP服在“電影中讓人無所不能”，但實際上此類裝置將承擔繁重的後勤工作，“是不經太多改動就能實施大規模攻擊的功能性平臺的典型例證。”