哈佛大學研發「機器人短褲」,讓跑步走路更輕鬆

作者 | 發布日期 2019 年 08 月 24 日 0:00 | 分類 機器人 , 科技生活 , 穿戴式裝置 follow us in feedly


跑馬拉松要到終點時,會不會覺得腿像灌了鉛般沉重?這種時候,你會不會希望腿能自己跑到終點?

哈佛大學、南韓中央大學和內布拉斯加大學奧馬哈分校的科學家共同完成能讓你跑起來更輕鬆的「機器人短褲」。工作原理是透過機器人裝置輔助運動,降低代謝負荷,節省步行和跑步所需能量。

外穿的「機器人短褲」涉及人工智慧驅動的軟機器人系統,使用演算法,能可靠預測行走和跑步步態的轉換。這個「機械外骨骼」短褲由腰部和大腿處的紡織物製成,腿上綁帶可輔助腿部伸展運動。腰部和大腿處有個行動驅動系統輔助,能確定使用者目前腿部活動屬於哪個步態,是跑還是走。

知道「機器人短褲」的運作機制後,再來看看它有什麼用途。

團隊研究表明,與不穿「機器人短褲」運動相比,當你以秒速 1.5 公尺行走時,穿著「機器人短褲」代謝率降低了 9.3%;以 2.5 公尺秒速跑步時,代謝率降低了 4.0%。這些代謝降低與步行跑步時分別減重 7.4 公斤和 5.7 公斤的效果相當。

哈佛大學生物設計實驗室創始人 Gordon McKay 教授表示:「雖然我們發現代謝降低的幅度不大,但研究表明,便攜式可穿戴機器人的作用不單只是輔助運動,還在鋪平道路。未來,系統在生活中將無所不在。」

使用人工智慧的「機器人短褲」考慮軌跡、速度和步態,可在不妨礙使用者自然運動的情況下工作,最有效輔助佩戴者運動。當你穿上這條特別的褲子時,甚至會懷疑它是否產生作用。專案研究人員之一,哈佛機器人工程師 David Perry 表示

穿上這個系統 15 分鐘左右後,你會懷疑它是否真的幫助你活動,因為你只覺得自己在走路。然而,一旦你把它關掉,就會感到腿突然變沉,就會意識到它多麼有幫助。

與以往機械外骨骼裝置相比,「機器人短褲」的臀部輔助系外服設計更簡單、重量更輕。透過電纜驅動系統幫助佩戴者更輕鬆地運動,驅動索在腰帶和大腿間施加拉力,在髖關節處還有一個與臀肌合作運動的外部延伸扭矩。

這條「機器人短褲」總重 5 公斤,超過 90% 重量位於身體重心附近。「這種集中重量的方法,結合靈活的服裝界面,將穿戴者的能量負擔和運動限制降到最低。」團隊研究生 Jinsoo Kim 表示,集中重量分布可幫助四肢更快完成來回移動,幫助行走和跑步活動。

(Source:哈佛大學

未來,這與眾不同的「機械外骨骼」和其類似地解決方案,可幫助行動不便的老人從椅子站起來,幫助步態障礙患者更順利行走,降低從事體力勞動工作人員的受傷風險。

(本文由 愛范兒 授權轉載;首圖來源:哈佛大學

延伸閱讀: