用了這套柔性外骨骼系統(tǒng) 腰不酸腿不疼走路帶風(fēng)

[摘要]哈佛大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)一款與以往不同的柔性外骨骼套裝。

騰訊數(shù)碼訊（編譯：Hamish）人們?cè)谛凶哌^程中的每一步都會(huì)消耗能量，現(xiàn)在一種全新的機(jī)器人技術(shù)將讓人類的步伐變得更輕松，幫助那些每天在路上奔波或被疾病困擾的人緩解腿部疲勞。

此前研究人員已推出不少試圖幫助人們減輕走路負(fù)擔(dān)的外骨骼技術(shù)，但是這些沉重的機(jī)械往往讓使用者更加疲勞。這些外骨骼技術(shù)本身就存在著矛盾：需要一定的剛性來(lái)適應(yīng)人類的重量，但是用戶也很難對(duì)這些人工關(guān)節(jié)作出調(diào)整，這導(dǎo)致人們的步態(tài)變得不自然，最終更耗費(fèi)體力。

日前，哈佛大學(xué)研究人員公布了一項(xiàng)最新的柔性機(jī)械外骨骼系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以將人們走路時(shí)的代謝率降低23%。人類的行走時(shí)的每一步實(shí)際上都類似“撐桿跳”的過程，通過肌肉組織的力量將人體向前推動(dòng)。在通常情況下，這是一個(gè)非常高效的系統(tǒng)?！暗钱?dāng)人們患上帕金森氏癥、中風(fēng)或腦癱之后，情況就完全不同了，”哈佛大學(xué)生物設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室研究生Brendan Quinlivan表示，“對(duì)此我們可以針對(duì)性地開發(fā)出病理步態(tài)，讓身體適應(yīng)不同的走路方式。”例如，許多中風(fēng)患者很難抬起它們的腳踝，幾乎無(wú)法完成直線行走，這極大地消耗了體力，而這套外骨骼系統(tǒng)能夠協(xié)助改善患者的行走步態(tài)。

這套系統(tǒng)由鋼絲、特制長(zhǎng)靴和皮帶組成。由于人類的腳踝只提供力量，真正高效的行走還需要?jiǎng)佑猛尾恐料ドw的肌肉和肌腱，因此團(tuán)隊(duì)在系統(tǒng)中加入了從腰部開始的吊帶襪風(fēng)格綁帶。這套系統(tǒng)中配備了能夠識(shí)別每個(gè)步伐峰值力量的傳感器，因此能為用戶進(jìn)行正確步伐提醒。

穿戴完畢之后，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)在跑步機(jī)上進(jìn)行慢走的用戶進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試的指標(biāo)為運(yùn)動(dòng)代謝率（通過呼吸面罩測(cè)試吸入氧氣和呼出二氧化碳的平衡值），系統(tǒng)協(xié)助分為四級(jí)，提供10%至38%的腳踝力量協(xié)助。結(jié)果顯示，這套系統(tǒng)最少能夠減少用戶4%的代謝率，最高則可以減少23%的代謝率。

整體重量是外骨骼系統(tǒng)能否普及的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。這套系統(tǒng)的重量?jī)H為2.2磅，但是算上外接的馬達(dá)和電池，它的重量就變成了17磅。

目前研究團(tuán)隊(duì)正在努力減輕這套系統(tǒng)中馬達(dá)和電池的重量，最終目標(biāo)之一是要讓攜帶它的士兵行走50至100英里。此外，消防員、工人和一些疾病患者也可以從中獲益，或許一場(chǎng)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用革命即將到來(lái)。