科学家发明短裤式柔性外骨骼,穿上跑步如腰上少了十几斤赘肉

时间:2019-08-24 来源:www.bvehk.net

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谈到“机械外骨骼”,人们常常想起钢铁侠帅气的西装。然而,普通人不承担飞行和战斗的任务,小型便携式设备可以满足日常运动需求。

哈佛大学工程与应用科学学院的Jinsoo 腿套。

946.gif佩戴者在野外环境中运行

这种特殊的“短裤”可以在复杂的户外环境中检测到穿着者的步态,并为穿着者提供适当的运动辅助,使穿着者更容易走路和跑步。

相关论文于8月16日在最高学术期刊《科学》上发表。

正常的人体可以在步行和跑步之间快速切换,步态之间几乎无缝过渡。然而,从生物力学的角度来看,步行和跑步是根本不同的。开发可以帮助步行和跑步的设备并不容易。

948.gif检测正在运行的步骤

很久以前,科学家发明了一种由钢框架制成的机械外骨骼,增强了穿着者的运动能力,减少了行走的代谢消耗,帮助了老年人和残疾人。

但是为了帮助穿着者跑步,机械外骨骼本身的重量成为主要障碍。这是因为跑步期间的代谢消耗更多地受到重量的影响。此外,地形越复杂,设备本身的重量就越容易成为负担。

949.gif分析跑步步态

有多少钢铁侠的全身套装?喜欢Marvel的外国物理学家仔细计算过,即使使用较轻的钛材料,Iron Man的西装也会重达37公斤。

短裤型柔性外骨骼机器人仅重5公斤。主体由腰带和两个腿套组成。这意味着在佩戴之后,承重的身体部位主要是腰部和大腿。如果承载部件放置在容易发生代谢损失的小腿和脚上,则装置节省的损失更难以抵消负荷本身的损失。

947.gif佩戴者可以自由伸展

具体地说,它的工作方式如下:连接到电缆的两个电机穿过皮带轮,在皮带和腿套之间施加拉力,并在髋关节周围产生拉伸力矩,以帮助行走和跑步。

研究人员表示,佩戴灵活的外骨骼后,步行和跑步的代谢消耗将分别减少9.3%和4.0%,以改善运动表现。直观地说,它相当于腰部7.4千克或5.7千克脂肪。