这种机器人外骨骼可以让你走得更快,而不用花太多力气

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斯坦福大学的研究人员制造了一种外骨骼,它可以利用机器学习来适应佩戴者的步幅,使行动不便的人能更轻松地行走。

这种外骨骼类似于机械化靴子,重量轻,可以让穿戴者在一定程度上自由移动,提高行走速度的同时降低能量消耗。

它由廉价的可穿戴传感器、一个马达和一个小的树莓派电脑组成,所有的动力都由一个可充电电池组提供,电池组系在腰间。传感器被谨慎地植入到靴子中,以测量力和运动。

靴子的数据被发送到一个机器学习模型中,调整设备以调整其支撑,在脚踝处施加力量以取代小腿肌肉的部分功能,并帮助穿着者在迈出一步时离开地面。这可以让你走得更快,更省力。模型只需要一个小时就可以定制设备如何支持佩戴者,而且由于它不断地从传感器数据中学习,随着时间的推移,设备可能会随着佩戴者走路方式的变化而调整。

与穿标准鞋走路相比,该设备在自然走路时使步行速度提高9%,能量消耗减少17%。

与跑步机上的其他设备相比,外骨骼产生的努力减少量约为原来的两倍。此外,研究还将其与“卸下一个30磅重的背包”进行了比较。

虽然支持性外骨骼已经有一段时间了,但由于它们的尺寸和重量,它们很难适应特定的佩戴者。结果,他们的成功大多局限于实验室里的跑步机,这很昂贵。斯坦福团队的外骨骼比市场上的其他产品要小得多,更重要的是,使用起来更容易。

据研究人员称,这是外骨骼首次显示出在现实环境中保存人类能量的能力。他们认为,这将使行动不便的老年人或肌肉有问题的人更容易走动。

据伦敦玛丽女王大学高级机器人中心主任卡斯帕·阿尔索弗(Kaspar Althoefer)说,该团队最终应该能够将该设备推向一个巨大的市场。他没有参与这项研究。

他说:“这对那些可能不再那么强壮、想要走远一点的人是有益的。”

研究的结果研究发表在《自然》杂志上。

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