去年，哈佛大學(xué)的軟外衣團(tuán)隊(duì)提供了第一個(gè)概念驗(yàn)證結(jié)果，表明其可穿戴機(jī)器人可以降低健康人背負(fù)重物行走時(shí)的能量消耗。防護(hù)服由功能性紡織品，基于電纜的致動(dòng)裝置和具有生物啟發(fā)性的控制系統(tǒng)制成，可針對(duì)特定的腿部關(guān)節(jié)(而不是整條腿)，并提供與穿戴者步行機(jī)械同步的幫助，這些人包括重物人群給因中風(fēng)或其他健康并發(fā)癥而致殘的人。

該團(tuán)隊(duì)由哈佛大學(xué)約翰·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院(SEAS)的工程學(xué)與應(yīng)用科學(xué)副教授John L. Loeb的Conor Walsh領(lǐng)導(dǎo)，他是Wyss研究所的核心教員，也是哈佛生物設(shè)計(jì)的創(chuàng)始人實(shí)驗(yàn)室

但是問(wèn)題仍然存在：提高援助水平可以節(jié)省多少總能源?這些節(jié)省是由于腳踝運(yùn)動(dòng)所提供的輔助力而節(jié)省了能量的結(jié)果，并且必須與穿戴者在攜帶防寒服的質(zhì)量時(shí)所消耗的額外能量相平衡。

現(xiàn)在，在以《科學(xué)機(jī)器人》為封面文章發(fā)表的一項(xiàng)新研究中，沃爾什的機(jī)器人專家，工程師，生物力學(xué)專家和服裝設(shè)計(jì)師的多學(xué)科團(tuán)隊(duì)隔離了這種防寒服的有益效果。通過(guò)拆下執(zhí)行機(jī)構(gòu)，電子設(shè)備和電池組，只剩下防毒服的輕便可穿戴紡織品和拉線，研究人員便能夠計(jì)算出對(duì)穿戴者關(guān)節(jié)的影響。

“在一個(gè)由七個(gè)健康穿著者組成的測(cè)試小組中，我們清楚地看到，與在脫下外衣的情況下走路相比，對(duì)踝關(guān)節(jié)提供的援助越多，佩戴者可以節(jié)省的能量就越多，最多可以減少近23%。”沃爾什 “據(jù)我們所知，這是迄今為止在拴系外骨骼或外裝服中觀察到的能量消耗的最大相對(duì)減少。”

研究小組發(fā)現(xiàn)，佩戴者通過(guò)增加援助水平可以極大地適應(yīng)他們的步態(tài)。這種變化在踝關(guān)節(jié)處最為顯著，但在髖部也可以觀察到，因?yàn)樵撏庖掳◣ё樱@些帶子以有益的方式將輔助物從小腿的后部耦合到髖部的前部。

“其他研究報(bào)告說(shuō)，踝關(guān)節(jié)和其他關(guān)節(jié)之間可能存在能量轉(zhuǎn)移。但是，如果將紡織品與踝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)結(jié)合在一起，我們的軟外衣可能會(huì)放大這種效果，為我們節(jié)省大量能源做出了貢獻(xiàn)。”布倫丹·昆利文(Brendan Quinlivan)是與沃爾什(Walsh)合作的研究生，并且是該研究的兩位第一作者之一。