以下无雷

热门电影《环太平洋》(Pacific Rim)是昨(11)日刚上档的美国式英雄爽片，除了部分概念很像是20年前的日本机器人动画GunBuster外，网络上也有相当多网友说这是“新世纪福音战士”的美国版，不过很抱歉并没有绫波零与明日香，有的却是高大勇猛的机器人与看起来很有型的大怪兽，双方在城市中、在海面上激烈肉搏战。巨大的人形机器人或许看似神话，但实际上距离当代的科技也没有太远，如果真有那么一天，叫那些政府单位如国防高等研究计划署拿出压箱宝来对抗外星人，也不是不可能。

大怪兽需要大机器人对付

电影中描述，2013年，太平洋海底两大板块之间，出现了一个“突破点”，身形庞大的怪兽冒出来攻击环太平洋城市。大怪兽虽非无坚不摧，但人类的小飞机小导弹实在不够看，美国国防高等研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)等单位研发出代号Jaegers的巨型机器人，来个一对一的平等PK，就以主角的“吉普赛危机”(Gipsy Danger)为例，身高79米，重1980吨，核动力，左右手掌各配备一门离子炮，后期左手加装了一支袖里剑，成为拳头之外的利器。

电影的一大重点是“驾驶员如何操纵机器人”。他们提出了将驾驶员的脑部活动与机器人的人工智能结合的做法，而且，因为这样的过程对单一个人的脑部负荷量太大，因此需要两名驾驶员分别担任机器人的左脑与右脑。另外，在电影中我们可以看到驾驶员利用自己的肢体动作来“带动”机器人行动，例如两位驾驶员同步走路、同步跑步，转头与手部攻击、拿武器等等，攻击外星人的各种招式也是由驾驶员先动作，带动机器人使出相同动作。

传动、体感、Motion Capture

若以现有的科技水准来看，驾驶员操纵机器人似乎不需要太先进的技术。就以腿部的动作来说，我们发现电影中两位驾驶员的脚固定在一种机械装置上，装置的长相就像工地怪手的机械臂，驾驶员抬脚前进、后退、跑步，机械装置就被驾驶员的脚带着上上下下。我们只能看到驾驶舱内的部分，也许在驾驶舱到机器人腿部，中间用的是油压传动装置等我们日常生活中很广泛运用的技术。

(Photo Credit: Microsoft)

再就手部与头部的动作来说，现有的体感技术例如Xbox游戏机的Kinect摄影机，就已经可以做到捕捉玩家的肢体动作并反应在游戏中。不过电影中是没有看到这种摄影机的设定，真有的话其实感觉也蛮逊的，因此，我们若把关键放在驾驶员穿的盔甲上，就有许多想像的空间。比方说，驾驶员其实只是用简单的动作捕捉(Motion Capture)技术来操纵机器人，盔甲里面有很多动作侦测装置，收集驾驶员的动作资讯以转换到机器人上。下图是一张很常见的动作捕捉图，示范者身上安装很多侦测装置，这与电影里的差别，仅仅在于多了一套兼具保护作用的盔甲。

(Photo Credit: Wikimedia Commons)

现实生活中的动力外骨骼与操作方式

觉得这些说法都太low了吗？我们再从动力外骨骼的角度来看，又会有全新的想法。前天我们才报导了一则“机器人在进化 史上首款市售版动力外骨骼 Power Jacket MK3开放销售”，这款产品也是利用动态感测技术侦测使用者的肢体行动。另外，在“新机械义肢有如真手，可以大脑控制”中，我们报导了美国约翰霍普金斯大学研发了一套“生化义肢”，断了手的人们戴上义肢后，再将残余手臂内的运动神经连接到义肢上，如此一来，就可以直接透过脑部下指令给义肢。

日本Cyberdyne公司的HAL(Hybrid Assistive Limb)则是一套针对日常生活动做的外骨骼产品。HAL 3只有腿部装置，HAL 5则包括全身，对于行动不便的人站起、坐下、上下楼梯、走路等方面有很大帮助，另外HAL 5可让使用者拿起身体5倍的重物，这不仅方便居家用途，制造业方面也有很大商机。HAL 5电池续航力约160分钟，它的控制方式有两种，一种是全自动，它将一个行为（例如从椅子上站起来）分解成许多细微的动作，并储存在电脑中，当使用者进行一项行为的第一个动作时，电脑便开始分析并叫出接下来的相应动作以协助使用者。另一种方式比较常见，就是在皮肤上贴感测器，当使用者行动时，脑部会透过神经系统下指令，感测器可以捕捉神经系统的微弱电位讯号，经过电脑计算后，预测并协助使用者的行动。

(Photo Credit: Cyberdyne)

军用级的动力外骨骼

军事级的动力外骨骼发展相当快速。洛克希德马丁推出的“浩克”(Human Universal Load Carrier, HULC)，在战场上可以协助士兵背负91公斤的货品，最高时速可达16公里。它用电池提供电力，去年5月他们宣布新款浩克更为轻量级，单纯走路电池可维持8小时，如果使用燃料电池可达72小时以上。浩克像是一个可以套在身上的轻型框架，它的脚底板上有感测装置，据此收集的资料传至电脑，即可配合使用者的脚步行动。

(Photo Credit: Rockheed Martin)

另一家军火商雷神公司则在2010年宣布推出第二代的XOS。有着钢铁人称号的XOS，比起浩克更多了两只手臂，新一代比旧款省电一半，举起91公斤的货物有如家常便饭，举起放下数百次也没什么问题，强力的手臂如果打在厚木板上，还可以打出深达7.6公分的洞。XOS 是利用附着在肌肉上的感测器来确认使用者的动作，同样可以即时配合使用者的动作。XOS 2惟一的问题是需要使用外部电源，因此会限制行动的范围，不过相信雷神公司有了XOS 2可以省电一半的经验，未来应该可以研发出行动更自由的新产品。

(Video Credit: Raytheon)

以上这些外骨骼都是直接套在人身上使用，或许会给你一种“外骨骼就是这个大小”的感觉，但事实上看完“环太平洋”这部电影后，我们也可以把高79米的机器人视为一种外骨骼，那么现实生活中外骨骼常用的几种感测装置，也可以应用在机器人上，而不必采用那种危险程度较高，又严重侵犯隐私权的“心灵融合法”（其实真正的目的是要发展伦理亲情悲喜剧啦）。当然，透过脑部直接指挥外骨骼其实既快速又有效率，那么目前这方面的技术发展情形如何？我们下回分解。

(Film Photos Credit: Warner Bros.)