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機(jī)器人外骨骼通常用于康復(fù)治療中，它是一種可以像穿衣服一樣穿在身體上的智能機(jī)器人，幫助穿戴者跑得更快、力氣更大、耐力更強(qiáng)。通常，它們使用放置在關(guān)節(jié)處的電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其將力傳遞到移動(dòng)穿著者腿部的剛性部件。但是，機(jī)器人外骨骼存在著一個(gè)擱置了多年的難題，那就是它們不能轉(zhuǎn)身，只能往一個(gè)方向一直前進(jìn)。
加利福尼亞州斯坦福大學(xué)的學(xué)者Steve Collins曾說(shuō)過(guò)，“幫助人們轉(zhuǎn)身是非常重要的，但很少被解決。”
機(jī)器人外骨骼如何實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能？
然而，值得注意的是，近日有個(gè)團(tuán)隊(duì)突破了這一難關(guān)。來(lái)自松下研究所的Stephen John攜手他的團(tuán)隊(duì)成員解決了這個(gè)問(wèn)題。據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，他們的設(shè)計(jì)由貼合軟的機(jī)器人制成，借助了滑動(dòng)配合的軟體機(jī)器人學(xué)原理，其外觀看起來(lái)像一個(gè)配備了馬達(dá)的緊身褲。這款裝置包含了8個(gè)馬達(dá) 、電池 和一個(gè)操控系統(tǒng) ，并且都裝在使用者的后背上。這款裝備的設(shè)計(jì)主要是通過(guò)臀部位置的4個(gè)制動(dòng)裝置控制軟體塑料線，通過(guò)收縮模擬人類肌肉運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)肢體移動(dòng)。不像以往的使用馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)肢體移動(dòng)的外骨骼裝置。
Collins表示，“這款機(jī)器人外骨骼特點(diǎn)就是塑料線纏繞在腿部的方式，通過(guò)這種方式讓不同的馬達(dá)聯(lián)合工作完成腿部移動(dòng)。”
在初步測(cè)試中，有五名身體健壯的人以閉著眼睛的方式試穿了外套，而在這種情況下，這種衣服能在保持平衡的同時(shí)還能改變方向。John表示，他們計(jì)劃與將與殘疾人進(jìn)行更大的測(cè)試。
若機(jī)器人外骨骼能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向，則有利于康復(fù)者在家中進(jìn)行康復(fù)治療
一旦有中風(fēng)的人在醫(yī)院康復(fù)到了一定程度，他們就可以在家里穿上這套外骨骼。這可能有利于老年人獨(dú)自在家休息和活動(dòng)。John對(duì)此說(shuō)道，“他們?cè)缟洗┥贤夤趋乐?，保持一整天的活?dòng)。”
這款機(jī)器人外骨骼的控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，其下一步的改善目標(biāo)是讓用戶更方便地控制。John及其團(tuán)隊(duì)成員正專注于研究傳感器系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)穿戴者何時(shí)進(jìn)行輕微的轉(zhuǎn)動(dòng)，并為其完成動(dòng)作。John說(shuō)道，“我們的目標(biāo)是協(xié)助人們?cè)谌粘Ｉ钪杏龅降乃兄匾\(yùn)動(dòng)。
機(jī)器人外骨骼的技術(shù)瓶頸
這項(xiàng)新的技術(shù)令我們看到了機(jī)器人外骨骼取得了新突破。然而國(guó)內(nèi)尚未有公司獲得這樣的技術(shù)，在這方面的研究與國(guó)外還存在一段距離。有一些業(yè)內(nèi)人士向雷鋒網(wǎng)表示，這款機(jī)器人外骨骼的成本或許會(huì)很高，國(guó)內(nèi)尚未有公司能夠獲得這樣的技術(shù)。國(guó)內(nèi)機(jī)器人外骨骼的技術(shù)瓶頸大概包括控制算法、步態(tài)識(shí)別、機(jī)械結(jié)構(gòu)這幾個(gè)方面。
另外，還有一些業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，對(duì)于使用機(jī)器人外骨骼的康復(fù)者來(lái)說(shuō)，康復(fù)就是要幫助他們重新學(xué)習(xí)走路。然而康復(fù)過(guò)程是枯燥無(wú)聊的，所以這就需要康復(fù)機(jī)器人能精確地識(shí)別康復(fù)者的運(yùn)動(dòng)意圖，去估計(jì)人們自主施加的力矩，再去做精密的力控制。除此之外，康復(fù)機(jī)器人還有其他方面的技術(shù)瓶頸，比如電機(jī)續(xù)航能力不夠，重量較大、缺乏靈活性等。
