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哈佛研究员研发机器人短裤,让行走和跑步更加节能

编辑/2019-08-21/ 分类:百科知识/阅读:
哈佛大学的研究人员开发了一种新的动力外太空服,它可以让你在走路或跑步时感觉轻了十几磅。据Scientific American报道,这个重11磅的系统是由一条可弯曲的短裤和一个安装在后背下部的马达组成的,它可以让任何需要徒步长途旅行的人受益,包括休闲徒步旅行者 ...

哈佛研究员研发机器人短裤,让行走和跑步更加节能

哈佛大学的研究人员开发了一种新的动力外太空服,它可以让你在走路或跑步时感觉轻了十几磅。据Scientific American报道,这个重11磅的系统是由一条可弯曲的短裤和一个安装在后背下部的马达组成的,它可以让任何需要徒步长途旅行的人受益,包括休闲徒步旅行者、军事人员和救援人员。

研究人员在《科学》杂志上发表了他们的研究成果。他们表示,这套系统与之前的航天服不同,因为它的主要功能是让人类的行走和跑步变得更容易。研究过程中的一段视频显示,人类目前面临的挑战是,腿部工作方式会因走路或跑步而大不相同。当你走路时,你的重心像一个“倒立的钟摆”一样运动,而跑步则使它像一个“弹簧质量系统”一样运动。“该系统需要同时适应这两种情况,并能感知穿戴者的步态变化。”

这套装备的工作原理是,通过一系列驱动电缆,将下背部的马达连接到穿着者的大腿上。通过对这些电缆施加力,该系统能够帮助臀肌为腿部提供动力。整个装置由一个腰部安装的电池提供动力,电池的续航能力可以达到5英里左右。这套装备的总重量为11磅,不过该团队目前正在研发一套重量比它轻40%的系统。

通过让一个成年人穿着短裤在跑步机上跑步和走步,并测量他们在呼吸时消耗的氧气量,研究人员计算出,与不穿该装备跑步相比,走路和跑步的代谢成本分别降低了9.3%和4%。这种改变相当于感觉轻了16.3磅或12.6磅。

除了帮助那些需要行走很长距离的人之外,研究小组希望有一天这个系统可以帮助任何步行受限的残疾人。不可避免地,正如该研究与DARPA的“Warrior Web”项目的联系所表明的那样,这套装备的使用者也可能包括军事人员,他们经常需要步行携带数十磅重的装备。“Warrior Web”项目的任务是开发技术以减少军人携带这么多设备的压力。

这套装备并非没有其局限性。这些照片使该系统看起来非常笨重,尤其是在下背部,这将限制佩戴者携带全尺寸背包的能力。该系统也是围绕男性行走方式设计的,因为很难根据不同的体型和运动风格进行定制。然而,媒体报道说,目前正在为女性开发新的版本。

到目前为止,研究人员一直在一个受控的实验室环境中测试这套设备的性能,但希望未来的研究能在更真实的环境中对这套设备进行评估。该团队还希望扩展这一方法,以帮助从事“体力劳动”和“步态障碍”的行业工作者。

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