可穿戴機器人“步入”真實世界環(huán)境
2022-10-19 12:40:02
來源：科技日報
英國《自然》雜志近日發(fā)表的一項工程學研究報道了一種外骨骼“靴子”，該裝置能幫助使用者在真實世界環(huán)境中走得更快、更高效。研究結(jié)果演示了可穿戴機器人的一種新設(shè)計方法，凸顯出這類裝置在日常生活中的廣泛應(yīng)用前景。
支持腿部運動的外骨骼能顯著提高行走速度并節(jié)省所需能量，其能幫助有行動障礙或是需要從事高強度體力工作的人。在此之前，這類裝置的優(yōu)勢主要在實驗室中用跑步機進行演示，而不是在行走速度和時長都會變化的真實世界中。
為克服這些挑戰(zhàn)，美國斯坦福大學研究團隊開發(fā)了一種數(shù)據(jù)驅(qū)動模型與低成本便攜式傳感器相結(jié)合的技術(shù)。該模型能根據(jù)傳感器采集的行走信息（如踝關(guān)節(jié)角度和速度）分析外骨骼裝置會如何影響行走，從而對裝置進行調(diào)整，使其能完全適應(yīng)使用者個人的行走特點。他們發(fā)現(xiàn)，這種新技術(shù)不僅在優(yōu)化外骨骼方面與傳統(tǒng)實驗室使用的方法一樣有效，而且速度是其4倍。
根據(jù)實驗結(jié)果和現(xiàn)實世界的優(yōu)化數(shù)據(jù)，研究團隊設(shè)計了一種專門的腳踝外骨骼，包括兩個腳踝各佩戴的一個外骨骼和腰部佩戴的一個電池組。該裝置能讓行走速度提高9%，比穿著普通鞋子的自然行走節(jié)省17%能量，相當于拿走了9.2公斤的負載。
研究結(jié)果表明，這種新技術(shù)能讓外骨骼更貼合個性化需求，從而提升其性能。今后仍需開展進一步研究推動該裝置的實際應(yīng)用，并探索這種技術(shù)如何應(yīng)用于其他裝置和活動。
