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新型“鋼鐵俠”設備讓穿戴者走跑更輕松

時間:2019-08-19 09:51:42  來源:新華網 放大 縮小 默認

  一個國際研究小組在最新一期《科學》雜志上發表研究報告稱,他們開發出一種新型便攜式可穿戴機器人設備,可在走路、跑步兩種步態模式間自由切換,有效降低穿戴者走路或跑步時的代謝率,讓其走路、跑步都更輕松。

  隨著技術進步,越來越多的可穿戴機器人設備出現,它們能夠協助人類拓展力量、速度等功能,讓穿戴者變身為“鋼鐵俠”。輔助人類行進是可穿戴機器人設備研發的方向之一,目前已有多種可輔助人類走路或者跑步的設備出現。但由于人類走路和跑步所涉及的生物力學特性完全不同,對于人類來說輕松至極的步態切換,對可穿戴機器人輔助設備來說則十分困難。到目前為止,還沒有既能幫助穿戴者走路、又能輔助其跑步的可穿戴機器人設備出現。

  此次由美國哈佛大學、內布拉斯加大學以及韓國中央大學研究人員開發的新型可穿戴機器人設備,則有效解決了步態切換問題,能兩者兼顧,幫助穿戴者更輕松完成走跑動作。

  該設備由覆蓋于腰部和大腿上的紡織部件以及附在背部的移動驅動系統組成。移動驅動系統會通過算法檢測穿戴者的步態,然后向腰部和大腿上的紡織部件施加張力,使其與穿戴者的臀肌協同工作,為他們提供適當的幫助。測試結果顯示,穿戴者以每秒1.5米速度步行時,其代謝率會降低9.3%;以每秒2.5米速度跑步時,其代謝率會降低4%。研究人員稱,這一效果與測試者在步行和跑步時分別減少7.4公斤和5.7公斤的負重大體相當。

  該設備設計簡單,十分輕便。其總重量僅為5千克,且重量的90%以上靠近身體重心,因此能最大限度地減少對穿戴者造成的負重負擔和運動限制。

  研究人員表示,該設備用途廣泛,既可以幫助那些有步態障礙的人,如帕金森病患者更好地行走,也可以幫助那些從事危險工作的體力勞動者更好地進行作業。而下一步,他們將優化設備各項技術指標,進一步減輕設備重量,提高設備易用性。

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