走在牛津街的行人

外骨骼靴“让人们用更少的力气走得快9%”

图片来源:DT

科学家研发出了一种外骨骼“靴子”,它能让人们走路速度加快9%,同时减少17%的努力。

美国斯坦福大学的研究人员发明了这款机器人鞋,据他们介绍,这款机器人鞋配有一个马达,与小腿肌肉一起工作,每走一步都会给穿着者额外的推动力。

该团队说,他们的研究成果现在发表在杂志上自然,可以帮助有行动障碍的人“随心所欲地在世界各地活动”。

帕特里克·斯莱德是斯坦福生物机电实验室的博士生,从事外骨骼的研究,也是该研究的第一作者。他告诉美国新闻机构:“我们希望帮助一些临床人群,包括老年人、因中风等各种疾病导致肌肉无力的人,以及因跟腱拉伤等特定损伤恢复的人。”

“我们正开始进行研究,探索在老年人中使用我们的设备的好处。一般来说,老年人肌肉减少,走路更慢,需要花更多的力气才能和年轻人走得一样快,所以我们很高兴有可能帮助扭转这些趋势。”

工程师们使用机器学习技术开发了他们的无系绳外骨骼靴,可以根据穿着者的需求进行个性化设计。

该装置安装了传感器来监测移动。

斯莱德说:“我们通过可穿戴设备测量力量和脚踝运动,以提供准确的辅助。通过这样做,我们可以在人们走路时仔细控制该设备,并以一种安全、不引人注目的方式帮助他们。”

测试表明,与穿普通鞋走路相比,使用该设备使步行速度提高了9%,每距离消耗的能量减少了17%。研究人员说,这样节省的能源和提高的速度相当于“卸下一个30磅重的背包”。

斯蒂夫·柯林斯是斯坦福生物机电实验室的机械工程副教授,也是这项研究的作者之一,他说:“我们为实现这个目标已经努力了大约20年,说实话,我们最终能够实现这个目标,我有点震惊。”

“这是迄今为止任何外骨骼在速度和能量方面的最大改进。在跑步机上进行直接比较时,我们的外骨骼比以前的设备节省了大约两倍的精力。”

作为下一步工作的一部分,研究人员计划开发该设备的变体,以帮助改善平衡和减少关节疼痛。他们的目标是与商业伙伴合作,将外骨骼靴变成一种产品。

斯莱德补充说:“我相信在未来十年里,我们会看到这些个性化辅助和有效的便携式外骨骼的想法,帮助许多人克服行动障碍,或保持他们活跃、独立和有意义的生活的能力。”

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