笨重和佩戴不舒服這兩大難題，哈佛的這款外骨骼都解決了

雷鋒網(wǎng)按：本文來自wird，作者NICK STOCKTON，由雷鋒網(wǎng)編譯。

雖然對許多人來說每天走完一萬步在朋友圈里排進(jìn)前幾名并不困難，但對于那些以變態(tài)步數(shù)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(xiàn)在有了機(jī)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(chǎn)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(jī)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(yīng)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(jìn)化而來的，從形態(tài)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(shù)肌肉會在行走時發(fā)力，避免自己摔倒。

“當(dāng)一切工作正常時，這是一個完美的系統(tǒng)。不過，如果一個人患了帕金森、中風(fēng)或者腦癱之類的疾病，其走路方式就會變成病理性步態(tài)，雖然看起來奇怪，但這也是為了用不同的方式完成前進(jìn)的動作。”哈佛大學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室研究生 Brendan Quinlivan 說道。

就拿中風(fēng)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(xù)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(shè)計實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人專家的目標(biāo)是用外骨骼給這些人提供最大幫助。Quinlivan 表示：“腳踝的運(yùn)動需要潛在肌肉組織的力量。”從生理學(xué)上來說，行走時腳踝要發(fā)生背屈，但垂足病人通常小腿前腔室肌肉無力。所以，該實(shí)驗(yàn)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(hù)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(diào)動全身的肌肉和膝蓋處的肌腱，并通過臀部來穩(wěn)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(tǒng)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(shè)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(jī)上接受測試。研究人員重點(diǎn)測試了他們在四級機(jī)械輔助下（提供 10%-38% 的腳踝助力）的代謝率，結(jié)果顯示這套系統(tǒng)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(chǎn)品雖然好用但現(xiàn)在槽點(diǎn)也不少。首先，如果帶上驅(qū)動電機(jī)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(fù)擔(dān)。

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(tài)。“所以，我們無法肯定代謝率的降低是來自步態(tài)的改變還是托了外骨骼輔助的福。”生物設(shè)計實(shí)驗(yàn)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(jī)械外骨骼就能在多個領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱。“該項(xiàng)目的研發(fā)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(fù)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

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