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上图为穿戴肌肉外甲示意图 。
通常情况下 ， 人们步行没什么问题 ， 但在难以行走或奔跑的复杂地形上 ， 或对于步行障碍者来说 ， 这一看似简单的动作也会令人步履艰难 。 多年来 ， 开发可穿戴辅助设备成了不少科研人员的研究重点 。
要知道 ， 人体是一个非常复杂、精密、且敏感的系统 ， 任何行动阻碍 ， 哪怕是鞋子上多粘了些泥巴 ， 都会令人感觉不自在 。 在没有很好理解其机制的情况下 ， 如果添加不当的额外辅助 ， 反而会给人体带来伤害 。 尽管器械矫形学由来已久 ， 但迄今为止 ， 用于补充肌肉力量的矫形工具鲜有创新成果 。
【辅助|“懂你”的肌肉外甲】前不久 ， 一家新型可穿戴机器人公司研发出一款肌肉外甲 ， 它能通过自主学习每位穿戴者的人体结构和实时步态 ， 补足或增强对应肌肉力量 ， 从而更高效地完善穿戴者的肢体动作 。
区别于刚性“外骨骼机器人”通过支撑身体重量进行辅助的技术理念 ， 肌肉外甲旨在协同肌肉、助力身体运动 。 它不再需要金属支架作为整个身体的重量支撑 ， 而是采用仿生碳纤支架、轻型织布、极小型驱动装置等轻巧结构 ， 来针对目标肌肉 ， 使之成为一套轻便柔软、对行动没有附加限制的轻型设备 。 据悉 ， 该款肌肉外甲重量仅为2.5公斤 ， 使用者1分钟内就可完成穿戴 。
该肌肉外甲有个独到之处就是“懂你” ， 即能主动适应每位穿戴者 。 针对每个人人体系统、行动习惯的不同 ， 肌肉外甲把人工智能算法、机器学习 ， 与机器人技术、柔性材料设计、人体生物力学有机结合起来 。 外甲表面设有传感器 ， 并配有操控台 。 当使用者穿上肌肉外甲后 ， 传感器能实时测量其肢体动作 ， 将测量数据传回系统中 。 人工智能算法会对数据进行学习 ， 预判穿戴者的意图 ， 并根据计算结果 ， 提供和肌肉纤维平行的外部助力 ， 帮助穿戴者更好地完成肢体动作 ， 从而提高穿戴者动作的完成度、稳定性和效率 。
正因这些技术上的优势 ， 肌肉外甲可不受场地环境的限制 ， 快速融入患者步行恢复训练、日常步行辅助以及健康人群的户外徒步、登山等生活场景 。 肌肉外甲内置的算法还会不断通过穿戴者的使用来获取数据 ， 完善个性化的人机协同方式 ， 最终给穿戴者最好的使用体验 。
随着肌肉外甲技术的进一步完善 ， 将优先投入医疗领域 。 通过科学的设备为相关人群提供轻便、实时、精准的治疗手段和反馈系统 ， 精准实现动态的运动捕捉和肌肉助力 ， 进一步优化步行康复训练 。 科研人员将应用大数据、云计算等 ， 为使用者所在医院、社区和家庭制订个性化全周期的康复治疗方案 ， 解放每个行动功能障碍者的家庭负担 。
当然 ， 作为一项突破性技术 ， 肌肉外甲还可在工业、户外运动等多个领域得到运用 ， 将升级人们的工作和生活方式 ， 增添一抹新的色彩 。
作者：王皓凡 刘 辉 王威澄
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