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超級消防衣

2015-08-15 04:41王歡
中學(xué)科技 2015年5期
關(guān)鍵詞:外骨骼重物執(zhí)行器

王歡

在高樓林立的城市里,最容易發(fā)生,也是破壞力最強(qiáng)的災(zāi)害恐怕就是火災(zāi)了。從巴掌大的小火苗蔓延成一場可以摧毀一切的惡性火災(zāi),只需要三到十分鐘,因此,消防員救火的效率成為了人類與火災(zāi)對抗的決定性因素。然而,為了保障消防員的人身安全,提高救援效率,消防員在進(jìn)入火場之前不僅需要穿著厚重的消防服,還需要攜帶大量的必備救援裝置,這些裝備最重可達(dá)近百千克。由于負(fù)載過重,不僅會影響消防員的移動速度,降低救援效率,甚至?xí)蔀樗麄兊膰?yán)重負(fù)擔(dān),極大地消耗了消防員的體能,并可能會導(dǎo)致消防員由于體力不支而無法抑制火情,威脅到自身性命。

因此,人們多么希望有一位超級英雄出現(xiàn),他力大無窮,可以無所畏懼地沖入熊熊燃燒的摩天大樓之中,并毫發(fā)無傷地將被困人員解救出來,就像科幻電影中的鋼鐵俠,無所不能。而澳大利亞墨爾本莫納什大學(xué)的研究人員也在為人們實(shí)現(xiàn)這一愿望而努力——他們利用外骨骼技術(shù),在美軍士兵外骨骼裝備技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),通過精密設(shè)計(jì),打造了一套可以使消防員救火效率提升百倍的超級消防衣,使每一位消防員都變身成為一名超級消防員。

下面,就讓我們一起來認(rèn)識一下這套神奇裝備吧!

生命保護(hù)傘

首先要能保障消防員的人身安全,才能夠更有效地?fù)錅绱蠡鸹蚓仍耍虼?,這套超級消防衣的首要功能就是能夠?qū)ο绬T起到保護(hù)作用。

同學(xué)們在影視劇中可以了解到,火場中經(jīng)常會發(fā)生坍塌事故,致使重物撞擊消防員的身體,從而嚴(yán)重危及其生命安全的場景。而超級消防衣主要采用輕質(zhì)高強(qiáng)度合金材料構(gòu)成,可以對消防員的身體起到非常重要的保護(hù)作用,足以抵抗上百千克重物的沖擊。如若發(fā)生坍塌事故,消防員可以蜷起身體,用超級消防衣的金屬結(jié)構(gòu)包住身體,確保自身在災(zāi)難性的坍塌事故中毫發(fā)無傷。

為了協(xié)助消防員更有效地?fù)錅绱蠡鸷蜖I救被困人員,超級消防衣配備了一些必要的滅火裝備——在其手臂上安裝了高壓輸水管,消防員只需抬起胳膊,通過控制器操縱,高壓水柱便會從該裝置中噴出,非常便捷。

同時(shí),為了便于消防員攜帶大量的救援裝備,超級消防衣采用了一種非常巧妙的設(shè)計(jì),可以將消防員攜帶的救援裝備的重量和其自重直接通過外骨骼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到地上,從而使消防員能夠輕松承受上百千克的負(fù)重,而完全不影響其運(yùn)動,大大地降低了消防員的負(fù)擔(dān)。

其實(shí),超級消防衣最為迷人之處在于它能夠短時(shí)間地提升消防員的運(yùn)動能力——力量和速度。由于超級消防衣在外骨骼的各個(gè)關(guān)節(jié)部位都安裝了數(shù)十個(gè)功能各異的傳感器和動力強(qiáng)大的執(zhí)行器,并在腰部配置了可以控制各執(zhí)行器的中心控制器。消防員可以通過控制器下達(dá)指令,使其輔助消防員的運(yùn)動,大幅提升消防員的力量和速度,使救援更加快速有效。

例如,當(dāng)需要移開重物救援被困人員時(shí),消防員可以下達(dá)提升力量指令,使手臂、背部、腰部和腿部的執(zhí)行器協(xié)同工作,從而達(dá)到提升力量的作用,將重物移開。而當(dāng)需要快速爬樓時(shí),消防員可下達(dá)速度指令,腿部的執(zhí)行器即可快速協(xié)助雙腿運(yùn)動,輕松爬上高樓。

此外,如果遇到緊急情況,消防員需要快速脫下超級消防衣也是可以實(shí)現(xiàn)的。他只需按下緊急按鈕,超級消防衣的各個(gè)連接部位就會斷開,裝備瞬間即可卸下。

外骨骼技術(shù)

外骨骼是一種能夠提供對生物柔軟內(nèi)部器官進(jìn)行構(gòu)型、建筑和保護(hù)的堅(jiān)硬外部結(jié)構(gòu),它的靈感來源于自然界中的節(jié)肢動物。例如螃蟹,它堅(jiān)硬的外殼便是它的外骨骼。這種外殼不僅是充當(dāng)盔甲的器官,也為螃蟹自身提供了一個(gè)堅(jiān)固結(jié)實(shí)的框架和結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)在外骨骼被更多地應(yīng)用于“超級鎧甲”來擴(kuò)充或增強(qiáng)一個(gè)人的生理機(jī)能,通過合理設(shè)計(jì)外骨骼的結(jié)構(gòu),并在重要的關(guān)節(jié)部位安裝動力強(qiáng)大的執(zhí)行器,則可讓使用者通過控制器操縱外骨骼協(xié)助其完成許多“不可能完成的任務(wù)”,不僅可以幫助使用者大幅提高力量,還能夠使其跑得更快、跳得更高。

聽起來,外骨骼技術(shù)好像只會存在于科幻電影中,其實(shí)不然。美國國防部高級研究計(jì)劃局早已在為野外執(zhí)行任務(wù)的士兵設(shè)計(jì)和制造了一套戰(zhàn)斗專用的外骨骼裝備,不僅可以保護(hù)士兵的安全和生命,還能大幅提高士兵的戰(zhàn)斗力。此外,美國航空航天局也針對航天員在外太空的運(yùn)動打造了一套專屬的外骨骼裝備。

雖然,超級消防衣技術(shù)還并未完全成熟,有待科學(xué)家們進(jìn)一步改進(jìn)和優(yōu)化,但外骨骼技術(shù)的應(yīng)用前景非常廣泛,不可限量,在人類所參與的任何一個(gè)領(lǐng)域幾乎都有巨大的發(fā)展空間。因此,希望外骨骼技術(shù)能夠迅速發(fā)展,為人類的工作和生活提供更大的便捷,讓我們拭目以待!

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