哈佛研究员研发机器人短裤,让行走和跑步更加节能
动感外太空裤:哈佛研发创新科技助力行走与奔跑
在哈佛大学实验室的一次革新中,研究者们推出了一款独特的动力外太空短裤,让行走与奔跑仿佛置身于云端般的轻盈。这一科技,被科学美国站报道,为那些需要长时间徒步旅行的人带来了福音。无论是热爱徒步旅行的休闲爱好者,还是肩负重任的军事人员及救援工作者,都能从中受益。
与传统的动力系统不同,这套由重达仅十一磅的系统包括一条灵活的可弯曲短裤以及一个安装于背部下部的微型马达,设计理念是优化人体步态。当研究人员在《科学》杂志公布他们的发现时,他们强调这套系统不仅能让行走变得更轻松,而且能够适应不同的步态模式。视频演示展示了其卓越的功能性——行走时,重心如同倒摆的运动模式,而跑步时则呈现弹簧般的动态变化。“我们的系统能够感知并适应这些变化。”研究者表示。
这套装备通过一系列柔韧的驱动电缆连接到穿戴者的大腿上。马达产生的动力通过电缆传输,辅助臀肌为腿部提供动力。整个系统的电力来源于一个腰部安装的电池,一次充电能够支持大约五英里的行程。令人振奋的是,研究团队正在研发一个重量更轻的系统,预计能够比现有系统轻40%。
通过一系列严谨的实验测试,研究人员发现这款装备能显著降低行走和跑步时的代谢成本。在跑步机上跑步和步行的成年人穿着这款短裤时,其呼吸时的氧气消耗量的测量结果显示,相比于不穿戴该装备的情况,走路和跑步的代谢成本分别降低了9.3%和4%。这种改变的效果相当于感觉身体轻了数十磅。
除了对长时间行走的人有所帮助之外,研究团队还寄望这款装备能够助力那些因各种原因步行受限的残疾人。显而易见的是,这套装备的使用者也可能包括军事人员。正如该研究与DARPA的“Warrior Web”项目的紧密合作所揭示的那样,军事人员经常需要背负数十磅重的装备进行长途跋涉。“Warrior Web”项目的目标正是开发相关技术,以减轻军人的负重压力。
这款装备也存在一些局限性和挑战。从公布的照片来看,系统在下背部的设计显得有些笨重,可能会限制佩戴者携带全尺寸背包的能力。当前的设计主要是围绕男性的行走方式进行的,针对不同体型和运动风格的个性化定制尚待完善。但好消息是,据媒体报道,专为女性设计的版本正在开发中。
目前,研究人员主要在受控的实验室环境中测试这款装备的性能。他们希望未来的研究能在更真实、更广泛的环境中对其性能进行评估。该团队还计划进一步拓展这一技术,以期能为更多从事“体力劳动”和“步态障碍”的行业工作者提供帮助和支持。随着研究的深入和技术的不断进步,我们有理由相信,这款装备将成为助力人类行走与奔跑的得力伙伴。