減少走路消耗的機器外骨骼

如同一台精密運轉的機器，人體也是高效運作的體現。我們走路時手臂擺動的速度、幅度、距離都是為了讓我們在一定的能量消耗中達到最大的行走距離。

但在新興的軟機器人領域，科學家們卻很難將這種極致的操控模式複製出來。科學家們夢想有一天，機器人外骨骼能夠幫助生病的孩子再次行走，讓上了年紀的老人重新擁有強健的體魄。只要這些機械能夠像我們的身體一樣進行高效的移動，那這一切就不再只是夢想。

現在，哈佛大學的研究人員覺得自己已經發現了這一切的關鍵所在：機器腳踝。

是的，這看起來就像是高科技膝蓋支架，但是關鍵性的創新之處在於將外骨骼的機械力直接作用在踝關節上。

機械外骨骼通常使用柔軟的材料製作人造肌肉，從而幫助人體受力，讓身上的真實肌肉處於休息狀態，以達到增強人體功能的目的。機械骨骼負載越多，相對的，人體的受力就越小。但是大部分模型都具有沉重的電池和馬達，以及難受的框架，讓行走變得異常困難。哈佛大學的研究人員想要在外骨骼上增加更多的負載，所以他們將研究目標轉向了人類的步態。

研究人員讓健康的成人佩戴著外骨骼在跑步機上行走，通過觀察，他們發現機械腳踝能夠給使用者提供最大的幫助。機械踝關節能夠促使步行者進行自然的步態，同時幫助髖關節進行運動。研究人員在《Science Robotics》雜誌上發表的一篇論文中寫道，根據實驗記錄，這款機械外骨骼能夠幫助人們節省23%的能量消耗。

研究還只是處於初步階段，我們依舊面臨著很多問題。比方說，我們尚不清楚對於髖關節和踝關節提供的機械力支持，能不能將省力發揮到極致。但在很多衰弱性疾病，例如帕金森症中，普通的行走都會變得極其消耗體能。所以對於這部分人來說，這項研究的成功可能意味著生活質量的巨大改善。

傳送門： 《Science Robotics》， DOI: 10.1126/scirobotics.aah4416

[千里之外 via gizmodo]