近年來，美軍面臨的作戰環境和作戰任務日益複雜，這使美軍士兵承擔的負重量和工作量也不斷增大。為了減輕單兵的工作負荷，防止他們受到過勞損傷，並大幅提高其工作效率和作戰效率，美軍一直致力於研發能夠增強單兵能力的機械裝備。這種人體外部機械裝備，將使單兵獲得超人般力量和耐力，既可增強士兵的後勤工作能力，也可增強它們的作戰能力。

　　此前類似的項目，如通用電氣和美國軍方共同研製的“人類助力”(Handiman)項目，曾因為重量和機動性等方面的重大缺陷而遭到取消。不過隨著新材料和新技術的發展，洛克希德馬丁公司和“雷神”公司又重新開始了相關項目的研製。

　　“人類通用負重運輸器”(HULC)

　　HULC是由洛克希德馬丁公司為單兵研製的外骨骼裝備。這種HULC由液壓驅動，可使士兵真正做到“舉重若輕”，減少士兵由於負重造成的肌肉和骨骼損傷。目前，HULC可以舉起91公斤的重物，而這些重量將主要由外骨骼裝備承擔，確保了士兵的身體不會因為受到重壓而行動遲緩。這種外骨骼裝備能夠適應各種地形。

　　研製歷程

　　2008年，伯克利倣生公司啟動了HULC項目，洛克希德馬丁公司于2009年從該公司獲得了設計許可。

　　同年2月，洛克希德馬丁公司在弗羅裏達勞德代爾堡舉行的美國陸軍協會冬季座談會上展示了HULC系統。

　　2010年7月，洛克希德馬丁公司與馬薩諸塞州納提克市的陸軍納提克士兵中心簽訂了價值110萬美元的合同，開始對加固型的HULC設計進行試驗與鑒定。根據合同，納提克士兵中心對HULC進行了試驗，測試了其對士兵效能的影響，測量了士兵使用系統時耗費的能量，考察了系統在不同負重和以不同速度運動時的適應性。合同還約定了系統現場試驗樣品的供應問題。

　　2010年10月，洛克希德馬丁公司對加固型HULC系統進行了升級以提高對不同用戶的靈活性和適應性。此後，HULC進行了實驗室試驗，包括生物機械試驗、動態負重試驗和環境試驗。

　　此外，踏板運動試驗也測量到系統使用者的新陳代謝有明顯減緩。而系統的可維護性則通過沙塵、吹風、淋雨、溫度和濕度等環境試驗進行了鑒定。

　　2011年6月，納提克士兵中心開始對HULC進行試驗。

　　系統設計與靈活性

　　HULC採用了人形設計，主要使用鈦金屬材料。系統無纜線束縛，使用者可靈活的進行下蹲、匍伏和上肢舉重。系統不帶電池時重24公斤，設計可調節高度適用於身高約為1.62米至1.87米的用戶。

　　這種外骨骼裝備可通過系統內裝的微型計算機進行控制，無需外部控制機制。HUCL可通過這種微型計算機感知使用者的需求並作出相應的調整。

　　HULC系統可在30秒時間內脫下並打包。系統具備可替換的模塊化部件，能夠幫助使用者在遭遇敵人時快速脫離危險。

　　系統特色

　　HULC前後皆可負重，可在水平地面以4千米/小時的速度行進20千米，持續最大速度為11千米/小時，爆發最大速度為16千米/小時。系統具有多種任務附件，可攜帶裝甲、保暖、製冷和傳感器等集成系統。

　　電源供應

　　HULC外骨骼裝備使用鋰聚合電池，系統節能特性可確保在電池電量低的情況下承受最大負重。

　　2010年1月，洛克希德馬丁公司與普羅通內克斯技術公司簽訂了合同，開始研製供HULC使用的燃料電池供電系統，計劃將其任務時間增加到72小時。配備了可充電電池的HULC使士兵在長時間遂行任務時攜帶的電池數量減少。

　　電子和液壓系統

　　HULC通過封閉空間內的柔性、可延伸單板微電子系統進行支持。驅動裝置可吸收微型計算機和其它電子設備産生的熱量，無需使用風扇。系統的高壓液壓系統使用的是標準液壓油。

　　XOS2 “第二代外骨骼裝備”

　　“雷神”公司于2010年9月展示了自行研製的外骨骼裝備，即“第二代外骨骼裝備”(XOS 2)，並強調這種裝備與《鋼鐵俠》系列電影中的鋼鐵盔甲能力相似。當年，時代雜誌將這一裝備評選為2010年“最具震懾力”的發明。

　　“雷神薩科斯”公司 在研製XOS 2時注重減少系統能源消耗，試圖更有效的利用液壓能量。這種嘗試在確保系統能力可增強的同時顯著減低了能源消耗。據稱，XOS 2將比此前作為概念驗證的XOS 1減少50%的能量消耗。

　　XOS 2可以使單兵的工作速度加快，工作時間延長，工作能力提高了1到2倍。雖然目前的系統還需要纜繩供電，但無需纜繩的系統已經在研製中了。系統採用了結構傳感器、傳動器和控制器，可對使用者的行動做出響應，無需使用操縱桿進行控制。

　　XOS 2可以輕鬆進行踢足球和擊打沙袋等靈巧動作，而且右手的吊鉤可以擊穿墻壁。目前，XOS 2主要有兩種型號：一種是“戰鬥型”，只包括外骨骼的腿部和腰部附件，與HULC類似；另一種是“後勤型”，具備完整的身形。

　　發展趨勢

　　美軍研發外骨骼裝備的主要目的是減少從事繁重體力工作的人數，因此，只有不斷的提高其效能，外骨骼裝備才能獲得更多的研究經費。目前，HULC和XOS兩種外骨骼裝備都已經通過概念驗證，開始進行試驗和研製。洛克希德馬丁公司由於已經開始在納提克士兵研究中心進行HULC試驗，可以説暫時領先競爭對手“雷神”公司。

　　雖然兩種外骨骼裝備將主要用於後勤用途，但是也需要進行大量的防護設計工作以確保使用者的安全，而這些防護措施又難免會增加系統的重量，從而給整個系統研製帶來障礙。採用鈦金屬材料和鑄造碳纖維裝甲板可以減輕系統的重量併為使用者提供輕型防護，不過這兩種材料相對比較昂貴，經濟可承受性不高。

　　未來，上述兩種外骨骼裝備系統都將擺脫電纜的束縛以實現完整的能力，不過屆時電源供應問題仍需得到解決。電氣化學和固態氧化物燃料電池可能成為合適的選擇。

　　此外，兩種外骨骼裝備還存在非安全性或無效動作和行動，只有解決的類似問題才能避免士兵遭受意外碰撞傷害，才能確保系統運動不會超出士兵的身體極限。雖然通過關節限制，可以解決部分類似問題，但是只有不斷增強傳感器的分辨能力，才能避免打噴嚏和肌肉痙攣等無意動作帶來的風險。

　　雖然目前美軍的外骨骼裝備研製主要針對後勤用途，但是考慮到其潛在的能力巨大，不排除其在將來成為單兵武器平臺的可能性。洛克希德馬丁公司和“雷神”公司相信，只要能過獲得持續的經費支持，外骨骼裝備將在5年內列裝美軍部隊。（知遠/厚武）