“钢铁侠战衣”即将交付，赋予工人“超能量”

张静 李贤焕

机器人外衣终于问世了！科幻迷们在《异形》中看到的瑞普利大战异形女王时所穿的机器人外衣，已被美国机器人公司Sarcos变成同款———Guardian XO。穿着这个 “外骨骼機器人”可能不会让你看起来像钢铁侠，但是它能让你轻松举起90公斤的重物，不会出汗。

一年前，Sarcos承诺会在2019年年底交付可商用的外骨骼机器人。近日，他们宣布将兑现了承诺，在2020年1月交付第一批GuardianXO给工业和军事客户，这是世界上第一台独立电池供电的外骨骼机器人。外媒受邀参观了该公司在犹他州盐湖城的工厂，他们看到了这个机器人的真实全貌。

据介绍，这个全身盔甲一般的Guardian XO是一个几乎可以覆盖人从手到脚的外骨骼机器人，整个机器人共有24台电动机。有了机器人的助力，一个普通人可以轻松拎起90公斤的重物，其中绝大多数重量都被机器人分担，而人类自己感受到的重量仅有4.5公斤。这意味着在可承受的重量限度内，机器人能分担95%的重量。用24个电机控制一个大型外骨骼绝非易事（Guardian XO的峰值扭矩约为450牛顿米），用户可以访问操作人员控制面板，其大小与iPhone差不多。

由于外骨骼没有绑带束缚，在用户访问控制面板时，外骨骼很有可能因为重力和惯性掉落，砸到用户。Guardian XO使用125个内置传感器支持外骨骼用户环境链接，因此用户不管是作业，还是突然暂停，操作都很安全而且顺滑。Guardian XO还有一个小亮点，在移动弹药箱、弹夹和模拟导弹的时候，实验者一边聊天，一边耸了耸肩。之后就像科幻电影里的情节一样，外骨骼也跟随人类的活动抬升了几厘米，整个过程在几秒钟内完成。人机同步性能惊人。

如此复杂且大件的“机器人”，穿戴和收纳会不会很成问题？

Sarcos公司表示，新手上路时可以在几分钟内完成整个学习教程。虽然外形看起来无比复杂，但穿戴却非常简单，当工人佩戴完成之后，甚至只需要几秒钟的时间就能完成安装和机器的启动。

将于2020年1月交付的首批Guardian XO还将带有一个扩展坞，该扩展坞包括一个可自动调节的高度支柱，该支柱与外骨骼相连。它可以根据人类需求调节高度，让身高在1.62米到1.82米之间的使用者可以轻松穿脱。收纳方面，机器人可以呈坐姿状，和扩展坞一起收缩成一个矩形，便于装箱和运输。

无疑，人们很关心Guardian XO的安全性，机器人失控了怎么办？

外骨骼的每一个关节都受速度限制，一旦操作人员的演示超出安全阈值，关节就会自行锁定。根据设计，关节不能超出人类关节的活动范围，这意味着外骨骼不能以会伤害使用者的方式弯曲或扭曲。如果系统由于任何原因断电，则电流会通过电动机分流，使电动机缓慢下降而不是突然下降。用户可以在30秒或更短的时间内离开Guardian XO。

平衡方面，有人的参与控制会大大减少机器摔跤的可能性。万一绊倒或摔倒，外骨骼可自动抬起手臂，并在使用者周围形成防滚架。目前尚不知道从防滚架逃离出来的难易程度。Sarcos此前联合Bechtel、BMW、Caterpillar、DeltaAir Lines 等公司组成了外骨骼技术咨询小组X-TAG，请安全专家对机器进行了评估。

资料显示，Sarcos是一家总部位于美国犹他州的机器人技术开发公司，同时也从事微机电系统和相关技术的开发。1983年，Sarcos从美国犹他大学分离出来并成为独立公司。2000年以来，Sarcos受美国国防部高级研究计划局资助，开始专注于开发面向军事和工业等用途的机器人。已经面向不同应用场景生产了各种各样的机器人设备。此前Sarcos曾帮助美国海军等官方机构开发了海底救援机器人，甚至还为电影和游乐园景点制造机器人道具。

Sarcos曾与美国国防部高级研究计划局、NASA等官方机构，以及麻省理工学院、卡内基·梅隆大学等顶尖高校有着广泛的合作。且获得通用风投、微软公司、IDG等机构的投资。在过去的三十年里，Sarcos公司还一直收到来自美国国防部高级研究计划局的资金支持。作为公司最著名的机器人产品之一，这款外骨骼机器人的研究最早开始于2000年，而最先盯上这项技术的自然是军方。

在研究初期，该公司的工程师想尽各种办法，用各种不同的技术和器件尝试拼凑出1套“机器战衣”，欲打造出超级士兵。2010年，该公司完成了一款原型机器，让穿戴者能够轻易将一块木板击穿，这也让这款机器人得名“钢铁侠套装”。但在当时，机器人的供能问题一直未能得到解决，当时那款厚重的机器人需要时刻连接电线，通过外接电源实现供能，这给机器人的使用场景带来严重的限制。

2019年初，Sarcos終于亮相了内置电池版本的Guardian XO，这也就是最终商用版本的外骨骼机器人。当然，经过近20年时间发展，这款机器人的目标使用场景已经发生了转变，从功能上也可看出，更加注重安全性和负重能力的Guardian XO已经不再适用于战场。而在工厂、建筑工地、矿山等工作场景中，GuardianXO则能更好发挥它的能力，通过提升工人的生产效率、减少安全风险，最终带来经济效益的提升。

Sarcos董事长兼首席执行官本·沃夫曾在介绍Guardian XO时候表示，外骨骼机器人能够最终实现商用，工程团队在电池管理方面的突破至关重要。Wolff表示，在实验室里造出昂贵的机器人是一回事，而更好的电池管理，让他们最终能够实现在价格合理的情况下，造出具有实际工作能力的外骨骼机器人。据报道，演示的Guardian XO使用一对5.44公斤500瓦时的电池组，外骨骼在正常使用状态下可以工作2个小时以上。

在完全运行时，即负重73公斤，并以每小时4.8千米的速度行走的话，耗电量是500瓦，Sarcos预计2020年1月正式交付时，耗电量将从500瓦降低到425瓦。

Guardian XO电池组中的电池是可独立替换的，单独替换一个电池不影响另一个电池供电。Sarcos的COO Chris Beaufait说：“这确实是我们的关键创新之一，世界上没有多少机器人像我们这样高效。”沃夫说：“目前的GuardianXOO已经可以上下楼梯。未来更新的机器人将能够在充满挑战的地形，泥泞的地面，雨天或雪天中在户外行走。”Guardian XO的工作能力加上可控的成本，让机器人最终成为1 款可行的商用产品。如今，Guardian XO共有两个型号可供选择，两个版本都配备了独立的可拆卸电池，且可以实现快速更换。两种配置的差异则体现在力量上，基础款的Guardian XO可以反复提起35 公斤的负重物;重型版本GuardianXO max则可帮助人类轻松举起90公斤的重物。在Sarcos看来，设计Guardian XO时没有针对特定的应用场景。而是希望外骨骼机器人能够帮助人们执行各种任务。沃夫表示，用户在控制机器人时，Guardian XO遍布全身的传感器会识别穿戴者的四肢运动情况，让外骨骼能够立刻跟随使用者的肢体运动，并施加合适的力度。“机器人会随着你运动，你不必考虑如何使用它”沃夫说。

现在Sarcos已经准备好向客户交付Guardian XO机器人。Sarcos将其形容为“机器人服务”，意味着公司将帮助客户解决所有安装、维护修理和升级工作。1台Guardian XO的租金为每年10万美元，该公司将于2020年1月向客户（包括工业用户和美国军方） 交付第一批alpha 装置。沃夫认为，Guardian XO的使用成本相当于一个普通的员工，但这款机器人最多可将工人的生产效率提升4～8倍。企业客户通过投资Guardian XO可以节省大量成本，同时减少工人的受伤情况。“为这款机器人开1份工资吧。”沃夫说道。