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哈佛大学研发「机器人短裤」,让跑步走路更轻鬆


2020-06-25


哈佛大学研发「机器人短裤」,让跑步走路更轻鬆

跑马拉松要到终点时,会不会觉得腿像灌了铅般沉重?这种时候,你会不会希望腿能自己跑到终点?

哈佛大学、南韩中央大学和内布拉斯加大学奥马哈分校的科学家共同完成能让你跑起来更轻鬆的「机器人短裤」。工作原理是透过机器人装置辅助运动,降低代谢负荷,节省步行和跑步所需能量。哈佛大学研发「机器人短裤」,让跑步走路更轻鬆

外穿的「机器人短裤」涉及人工智慧驱动的软机器人系统,使用演算法,能可靠预测行走和跑步步态的转换。这个「机械外骨骼」短裤由腰部和大腿处的纺织物製成,腿上绑带可辅助腿部伸展运动。腰部和大腿处有个行动驱动系统辅助,能确定使用者目前腿部活动属于哪个步态,是跑还是走。哈佛大学研发「机器人短裤」,让跑步走路更轻鬆

知道「机器人短裤」的运作机制后,再来看看它有什幺用途。

团队研究表明,与不穿「机器人短裤」运动相比,当你以秒速 1.5 公尺行走时,穿着「机器人短裤」代谢率降低了 9.3%;以 2.5 公尺秒速跑步时,代谢率降低了 4.0%。这些代谢降低与步行跑步时分别减重 7.4 公斤和 5.7 公斤的效果相当。哈佛大学研发「机器人短裤」,让跑步走路更轻鬆

哈佛大学生物设计实验室创始人 Gordon McKay 教授表示:「虽然我们发现代谢降低的幅度不大,但研究表明,便携式可穿戴机器人的作用不单只是辅助运动,还在铺平道路。未来,系统在生活中将无所不在。」

使用人工智慧的「机器人短裤」考虑轨迹、速度和步态,可在不妨碍使用者自然运动的情况下工作,最有效辅助佩戴者运动。当你穿上这条特别的裤子时,甚至会怀疑它是否产生作用。专案研究人员之一,哈佛机器人工程师 David Perry 表示:

哈佛大学研发「机器人短裤」,让跑步走路更轻鬆

与以往机械外骨骼装置相比,「机器人短裤」的臀部辅助系外服设计更简单、重量更轻。透过电缆驱动系统帮助佩戴者更轻鬆地运动,驱动索在腰带和大腿间施加拉力,在髋关节处还有一个与臀肌合作运动的外部延伸扭矩。哈佛大学研发「机器人短裤」,让跑步走路更轻鬆

这条「机器人短裤」总重 5 公斤,超过 90% 重量位于身体重心附近。「这种集中重量的方法,结合灵活的服装界面,将穿戴者的能量负担和运动限制降到最低。」团队研究生 Jinsoo Kim 表示,集中重量分布可帮助四肢更快完成来回移动,帮助行走和跑步活动。哈佛大学研发「机器人短裤」,让跑步走路更轻鬆

未来,这与众不同的「机械外骨骼」和其类似地解决方案,可帮助行动不便的老人从椅子站起来,帮助步态障碍患者更顺利行走,降低从事体力劳动工作人员的受伤风险。



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