0
| 本文作者： 大壯旅 | 2017-01-25 10:16 |
雷鋒網按：本文來自wird，作者NICK STOCKTON，由雷鋒網編譯。
雖然對許多人來說每天走完一萬步在朋友圈里排進前幾名并不困難，但對于那些以變態步數長期霸占朋友圈（靠行走吃飯的人）和腿腳不方便的人來說，走路或者慢跑真的是件無比糟心的事。
不過，我們現在有了機械外骨骼，它能幫許多人重圓站起來四處行走的夢想，但這種沉甸甸硬邦邦的產品穿起來非常笨重，用久了疲勞感比自己靠 11 路行走都要大。除了自重驚人，這種機械外骨骼動起來之后與人類行走方式也有差別，你必須去適應它，如果長期佩戴，脫下后恐怕就不會正常走路了。
不過，測試中的新款軟體外骨骼可以一次解決這兩大問題，同時還能在行走時降低用戶 23% 的代謝值。（方便糖尿病人）。
人類雙足行走是一步步進化而來的，從形態上來看我們每走一步都是在做撐桿跳高的動作，你的大多數肌肉會在行走時發力，避免自己摔倒。
“當一切工作正常時，這是一個完美的系統。不過，如果一個人患了帕金森、中風或者腦癱之類的疾病，其走路方式就會變成病理性步態，雖然看起來奇怪，但這也是為了用不同的方式完成前進的動作。”哈佛大學生物實驗室研究生 Brendan Quinlivan 說道。
就拿中風病人來說，他們中許多人會患上足下垂，想動動腳趾都是個難事。“為了繼續前行，他們只能不斷擺動雙腳，但即使這樣他們也很難走直線。”Quinlivan 說道。
生物設計實驗室機器人專家的目標是用外骨骼給這些人提供最大幫助。Quinlivan 表示：“腳踝的運動需要潛在肌肉組織的力量。”從生理學上來說，行走時腳踝要發生背屈，但垂足病人通常小腿前腔室肌肉無力。所以，該實驗室的研究人員就希望從外部為病人提供這股力量。他們利用鋼絲繩、特制的鞋子和小腿護帶將測試人員的腳后跟和小腿連在一起。
不過，這樣用力的還是腳踝，但真正高效的步伐需要調動全身的肌肉和膝蓋處的肌腱，并通過臀部來穩定腿部動作。所以，研究人員又做了一個骨盆帶，隨后用襪帶將其與腳踝帶相連（每個腿用兩條襪帶）。完成生物連接后，研究人員為整套系統安裝了傳感器，它們能探測測試人員的峰值消耗，并在正確時刻為測試人員提供搖擺輔助。
整套軟體外骨骼設計完成后，七位測試人員（健康人）全部穿戴整齊開始在跑步機上接受測試。研究人員重點測試了他們在四級機械輔助下（提供 10%-38% 的腳踝助力）的代謝率，結果顯示這套系統最大能降低測試人員 23% 的代謝率。
不過，也別著急鼓掌，這款產品雖然好用但現在槽點也不少。首先，如果帶上驅動電機和電池，這款軟體外骨骼的重量會從 2.2 磅飆升至 17 磅（約合 7.7 公斤），重量會成為用戶的一大負擔。
除了要解決整套外骨骼的重量問題，研究人員還在尋找外骨骼是如何幫助測試人員降低代謝率的，畢竟腳踝擺動輔助器只能輕微的改變用戶的行走姿態。“所以，我們無法肯定代謝率的降低是來自步態的改變還是托了外骨骼輔助的福。”生物設計實驗室的 Sangjun Lee 說道。
一旦他們想出了這些問題的解決方法，軟體機械外骨骼就能在多個領域發光發熱。“該項目的研發資金來自美國國防部高級研究計劃署（DARPA），”Quinlivan 說道。“未來它們能幫助士兵輕松負重行軍 50-100 英里（約合 80 -160 千米）。”此外，消防員和工廠工人等體力勞動者也能因此受益。
Via. Wired
更多外骨骼方面的資訊，可關注雷鋒網機器人垂直欄目微信公眾號「新智造」。
雷峰網原創文章，未經授權禁止轉載。詳情見轉載須知。
