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戴上这款新设备,走路不费力

研究人员穿着柔性外骨骼在跑步机上行走。

techxplore.com网站当地时间5月31日报道,由加拿大女王大学领导的跨学科团队融合生物力学、生理学和人机交互等方面的研究成果,设计了一款能帮助用户提高行走效率的外骨骼。这种行走科学设备能移除步态周期特定阶段的能量,减少行走的代谢成本,让使用者“用最少的能量走最远的路”。设备开发和评估的细节都刊登在《科学》杂志中。

机械与材料工程副教授Qingguo Li说:“行走科学具有科学和实际双重意义。在过去20年内,改善步行和跑步的能量经济性一直是一个重要的研究课题。步行是一个精细且高度优化的过程,因此,借助外骨骼提高步行效率的尝试也显得十分困难。”

现有的外骨骼技术要么会增加能耗,要么是将能量从步态周期的一个阶段转移到另一个阶段。新设备另辟蹊径,通过移除膝盖肌肉在末端摇摆阶段的能量来强化用户的行走能力。“移除人行走时腿部的能量听上去有悖常理,然而,人类肌肉确实能自然移除能量。我们的设备起到了协助作用。”论文作者Michael Shepertycky说。

研究人员表示,这款外骨骼设备的质量仅0.5千克左右。它不仅能让徒步旅行者更好地享受行走乐趣,还能帮助护士减轻长时间轮班的疲劳。

除了作为节能助手之外,新设备还可以将移除的能量转化为电能,用于驱动设备的控制系统和其他便携式设备。这种能量收集功能对于独自一人在偏远地区旅行的用户尤其有效。有了新设备,他们或许再也不必担心手机和GPS设备的充电问题。

Shepertycky总结道:“我们首次证实,移除能量可以提高行走效率。这是外骨骼领域的重大进步,有可能改变步态辅助方式。”

科界原创

编译:雷鑫宇

审稿:西莫

责编:陈之涵

期刊来源:《科学》

期刊编号:0036-8075

原文链接:

https://techxplore.com/news/2021-05-unique-technology-humans-leg.html

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