科技日報(bào)華盛頓8月18日電 （記者劉海英）一個國際研究小組在最新一期《科學(xué)》雜志上發(fā)表研究報(bào)告稱，他們開發(fā)出一種新型便攜式可穿戴機(jī)器人設(shè)備，可在走路、跑步兩種步態(tài)模式間自由切換，有效降低穿戴者走路或跑步時(shí)的代謝率，讓其走路、跑步都更輕松。
隨著技術(shù)進(jìn)步，越來越多的可穿戴機(jī)器人設(shè)備出現(xiàn)，它們能夠協(xié)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(jìn)是可穿戴機(jī)器人設(shè)備研發(fā)的方向之一，目前已有多種可輔助人類走路或者跑步的設(shè)備出現(xiàn)。但由于人類走路和跑步所涉及的生物力學(xué)特性完全不同，對于人類來說輕松至極的步態(tài)切換，對可穿戴機(jī)器人輔助設(shè)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(jī)器人設(shè)備出現(xiàn)。
此次由美國哈佛大學(xué)、內(nèi)布拉斯加大學(xué)以及韓國中央大學(xué)研究人員開發(fā)的新型可穿戴機(jī)器人設(shè)備，則有效解決了步態(tài)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(shè)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(qū)動系統(tǒng)組成。移動驅(qū)動系統(tǒng)會通過算法檢測穿戴者的步態(tài)，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(xié)同工作，為他們提供適當(dāng)?shù)膸椭?。測試結(jié)果顯示，穿戴者以每秒1.5米速度步行時(shí)，其代謝率會降低9.3%；以每秒2.5米速度跑步時(shí)，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(shí)分別減少7.4公斤和5.7公斤的負(fù)重大體相當(dāng)。
該設(shè)備設(shè)計(jì)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(fù)重負(fù)擔(dān)和運(yùn)動限制。
研究人員表示，該設(shè)備用途廣泛，既可以幫助那些有步態(tài)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(xiǎn)工作的體力勞動者更好地進(jìn)行作業(yè)。而下一步，他們將優(yōu)化設(shè)備各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)一步減輕設(shè)備重量，提高設(shè)備易用性。
總編輯圈點(diǎn)
讓走路和跑步時(shí)更加輕松的可穿戴機(jī)器人？那些步態(tài)障礙人士、搶險(xiǎn)救災(zāi)的消防隊(duì)員、長途跋涉的戶外探險(xiǎn)者們可能對這種技術(shù)向往已久。想想看，穿上這個機(jī)器人，走路、跑步都“如有神助”，花了同樣力氣，可以忍耐的運(yùn)動距離或運(yùn)動時(shí)間卻可能大大增加，簡直是借外力給自己身體做了升級。不過，這個可穿戴機(jī)器人重量5千克，對人體來說，依然是個不大不小的負(fù)擔(dān)，期待繼續(xù)優(yōu)化，研發(fā)出性能更強(qiáng)、重量更小的產(chǎn)品。