柔软的可穿戴机器人减轻沉重的负荷

灵活exosuit,由哈佛大学的研究人员开发,减少行走时消耗的能量带着沉重的负担,根据理论水平研究发表在开放获取神经工程学和康复杂志》上。

研究人员发现exosuit减少的能量消耗在加载走-代谢成本平均为7.3%。西装也显著降低所做的功臀部、膝盖和脚踝关节,而不影响一步频率或长度。臀部、膝盖和脚踝的运动行人携带负载在诉讼支持的类似运动测量在卸载散步。这表明,该诉讼不影响穿着者的自由运动,但允许他们回到走路姿态接近的人行走在没有负载。

哈佛大学的研究人员运用纺织品,建立其替代严格的外骨骼,重和干扰的自然运动关节,使佩戴者改变他们的方式。诉讼是由一个腰带,两条大腿和两个小腿的肩带,通过电缆连接到两个马达安装在一个背包。汽车旅行的能量通过电缆传输到佩戴者的诉讼。诉讼变得活跃只有当它检测到一个步行运动。它帮助髋关节和踝关节贡献约80%的电力由行走时腿部关节。

康纳·沃尔什,相应的作者,他说:“我们的研究结果首次表明,自主软exosuit经历可以减少能量消耗负载运营商,可能提高他们的步态的整体性能。”

他补充道:“除了协助负载运营商,我们正在探索如何使用软exosuit协助患者受损的运动,铺平了道路的使用这项技术在广泛的人们。”

据研究人员介绍,重要的是,艾滋病的设备加载走支付自己的体重,这意味着即使佩戴者带来的附加负载exosuit,整体代谢走成本降低。找出事实是否如此,研究人员检测了他们的exosuit下三个条件。无动力的条件下研究参与者穿了西装和一个完整的背包适合关闭。动力条件让参与者穿着西装和一个完整的衣服打开背包。第三个条件是用作基线西装关闭和等效套装(6.5公斤)的重量从背包中删除。

七位经验丰富的负载运营商没有损伤或疾病的肌肉、关节或骨骼,在跑步机上走以恒定的速度1.5米/秒,携带负载等于30%的体重。研究人员观察了受测者的新陈代谢,动力学(力量,影响身体的运动)和运动学(如弯曲、扩展或旋转关节和肌肉)。研究人员还分析了参与者的呼吸,步态和肌肉活动。

先前研究的运动负荷运营商发现小腿的肌肉需要努力工作在加载步行来维持关节和平衡的负载。由此产生的更高的肌肉活动增加代谢成本。这可能会导致疲劳,降低了可操作性和整体性能降低。急性健康问题和增加受伤的风险也与加载散步。

设备可能会受益群体经常携带沉重的负荷,如士兵、第一反应或徒步旅行者,据研究人员。有身体障碍的人们可能也是有用的。

尽管所做的功的和臀部、膝盖和脚踝关节进行了大幅减少在这项研究中,只有微小的差异以肌肉激活。进一步的工作是要去理解底层肌肉机制,并找出如果提供的援助西装是最有效的如果专注于单一关节或者共享多个关节,研究人员建议。

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