一说到“机械外骨骼”,人们常常会想起钢铁侠的英俊战衣。不过普通人并不担负翱翔打架的任务,简便的小型设备更能满意日常的运动需求。
哈佛大学工程与使用科学学院科学家Jinsoo Kim团队近来开发了一种仅有5千克重的柔性外骨骼机器人,由一条腰带和两条腿套组成。
穿戴者在野外环境里跑步
这条特别的“短裤”能够在杂乱的野外环境里勘探穿戴者的步态,并为穿戴者供给恰当的运动辅佐,令穿戴者行走、奔驰更为省力。
相关论文于8月16日宣布在尖端学术期刊《科学》杂志上。
正常的人体能够在行走和跑步之间快速切换,步态之间有着近乎无缝的过渡。但是,从生物力学的视点上说,行走和跑步有实质的不同。开发一起能辅佐步行和跑步的设备并不简单。
检测跑步步点
很早以前,科学家就发明晰由钢铁结构搭成的机械外骨骼,能够增强穿戴者的运动才能,下降步行的代谢耗费,然后协助到老弱和残疾者。
但若要辅佐穿戴着跑步,机械外骨骼自身的分量就成了一大妨碍。这是由于,跑步时代谢耗费受分量的影响更大。此外,地势越杂乱,设备自身的分量就越简单成为担负。
剖析跑步步态
钢铁侠的全身套装有多重呢?国外有酷爱漫威的物理学家仔细计算过,即使是用较轻的钛合金资料,钢铁侠的战衣也会重达37千克。
而短裤式柔性外骨骼机器人的分量只要5千克,主体由一条腰带和两条腿套的组成,这意味着穿上它后,承重的身体部位主要是腰部和大腿。如果把承重部位放在本就简单发生代谢损耗的小腿和脚,设备节约的损耗就较难抵消负重自身的损耗。
穿戴者可自若拉伸
具体来说,它的作业原理是这样的:两个连接着线缆的电机经过滑轮,在腰带和腿套间施加拉力,环绕臀部关节外发生拉伸力矩,然后辅佐走路、跑步。
研究人员表明,穿上柔性外骨骼后,人们步行和跑步的代谢耗费会别离下降9.3%和4.0%,进步运动成果。直观来说,相当于腰上别离少了7.4千克或5.7千克的赘肉。