機器人短褲可令行走和跑步更節能
研究人員開發出一種可穿戴設備,他們說這種設備可以減少能量消耗,同時為行走或跑步提供輔助 。
這個機器人設備名為機械護甲,《科學》期刊上發表的一篇研究對其進行了介紹 。哈佛大學威斯研究所的研究人員表示,機械護甲的研發證明,未來發明出極具吸引力的輕薄型可穿戴設備的可能性極大 。
此前開發的大多數可穿戴輔助設備的主要目的是幫助傷殘人士 。而這一新型機械護甲不僅能幫助殘疾人士 。還能為所有人提供能量和速度 。
該設備大約重5公斤 。與其他可穿戴設備相比,這一設備要更簡化、不約束 。
機器人短褲由柔軟且可伸展的材料制成 。該設備由連接在腰部和大腿附近的計算機和電機控制 。電纜將電機和使用者的大腿相連 。使用者每走一步,該系統都會在電纜上產生壓力 。這繼而會為大腿肌肉注入力量 。
研發團隊稱這一系統是可穿戴技術領域的“重大突破” 。其中一個原因是,開發出既能輔助行走又能輔助跑步的設備非常難 。以前的開發均集中在一種活動上,沒有聚焦過兩種活動 。
行走和跑步的送髖動作不同,這也被稱為個人步態 。新型機械護甲使用傳感器和算法來幫助設備識別使用者用了哪一種步態 。隨后,設備會試圖為行走或跑步的動作提供輔助 。
這項研究發現,這種輔助的主要成果是減少人們在行走或跑步時的“代謝值” 。新陳代謝是生命將食物轉化成能量的過程 。代謝率降低意味著人們在進行體育活動時所用的能量減少了 。
研究人員表示,在測試中,機械護甲將行走的代謝率降低了9.3% 。跑步的代謝值則降低了約4% 。研究發現,無論是在平地還是山區測試,該設備都能降低所需能量 。
康諾·沃爾什是威斯研究所的一名教授 。他協助負責開展該研究 。他承認代謝降低的幅度并不大 。但他表示,這項研究提出了可穿戴設備技術進一步發展的可能性 。
沃爾什表示,該研究表明,輕薄型可穿戴輔助設備有助于“為這些系統成為我們生活中無處不在的存在鋪平道路 。”
研究人員指出,代謝率降低還能令人們感覺更輕盈 。測試表明,穿上這個設備行走時,人們會感覺減重了 7.4 公斤 。而跑步時則會感覺減重了5.7公斤 。
該團隊仍在進行研究 。目前沒有可供公眾使用的設備 。該團隊的其中一個主要目標是,將這一設備的重量至少減少40% 。研究人員還計劃添加更多個性化輔助功能 。他們還希望能改進系統,使其盡可能適合更多使用者 。
除了殘疾人之外,該團隊希望設備還能幫助有受工傷風險和希望提高體能的人群 。
布萊恩·林恩報道 。
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