哈佛大学“钢铁侠”短裤登上Science封面:让你跑得更快,还能助力复健

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谈到“机器人外骨骼”,大多数人都会想到像外星人或钢铁侠这样的动力装载机。

然而,现实情况可能完全不同:哈佛大学最近研究的是一种比你想象的更柔软,更聪明,更低调的外衣。该研究还以《Science》的封面为特色。

与之前的多关节夹克相比,这款最新的髋关节夹克更简单,更轻盈。整个设备重约5公斤,其中大部分来自小型电池和隐藏在靠近身体质心的短裤顶部的电机组。

Iron Man Shorts由哈佛大学Wyss研究所(与其他几家机构合作)设计,专注于软件机器人和仿生学研究。这些短裤不是用来举重或对抗外星人,而是为了让跑步和走路更容易。

运动和臀肌协同工作

电机系统帮助穿着者在腰带和大腿之间施加张力,在臀部关节处产生外部延伸扭矩,其与臀肌一起工作。 “这种重量集中的方法,结合灵活的服装界面,最大限度地减少了穿着者的能量负担和运动限制,”Walsh集团的SEAS研究生Jinsoo Kim说。 “这对于步行很重要,但对于跑步更是如此,因为四肢来回移动更快。

该产品看起来更像是一条短裤,下背部有机械机构,腿部有绑带,可以简单地帮助腿部伸展。车载计算机可以检测佩戴者身体的运动,确定步态(步行或跑步)的类型以及腿当前所处的步态阶段。

“我们开发了一种基于生物力学理论的步态分类算法。通过使用附着在身体上的传感器来监测个体质心的加速度,我们可以稳定可靠地检测从一个步态到另一个步态的过渡。” “一旦检测到步态切换,exosuit会自动调整其驾驶曲线以协助其他步态,”共同作者Philip Malcolm博士说。

康复和其他领域的机器人设备

短跑在上坡测试中,在不同的行驶速度和室外场景中表现良好。在测试中,该套件在行走时减少了9.3%的代谢负荷,在跑步期间减少了4%。虽然听起来并不多,但短裤的目的不是为了创造钢铁侠或奥林匹克超人,而是为康复和其他生活领域开发机器人装置。

该项目的首席研究员Conor Walsh在新闻发布会上表示:“尽管我们发现代谢衰退是温和的,但我们的研究表明,便携式可穿戴式机器人不仅可以提供活动,还可以为我们生活中的这些系统铺平道路“。

该团队目前正致力于优化技术的各个方面,包括进一步减轻体重,个性化和易用性。它用于一系列应用,例如帮助患有步态障碍的人。当然,这也是军方非常感兴趣的事情.不仅适用于军人,例如训练可以跑两次或更快的士兵,也可以治疗伤员。

这项开创性的研究表明,未来的可穿戴机器人设备可以改善健康生活,并为受伤或康复的人提供服务。而不是将exosuit用作重工业或重要机器,帮助老年人从椅子上站起来或从事故中恢复的想法可能会有很长的路要走。