來自哈佛大學的一支科研團隊近日利用超聲波，開發出了外骨骼測量步態的更好方法。通常情況下，外骨骼僅僅通過檢測和分析實際的腿部運動來校準個人用戶的步長、步伐、外翻和其他步態特徵。這個過程可能需要當事人在穿戴設備時走動幾個小時之後才能有效，對於行動能力嚴重受限的用戶來說，這甚至可能是一項不可能完成的任務。
下半身外骨骼並不僅僅是將佩戴者的腿向前推，而是根據使用者的現有步態來移動它們。為了加快和簡化這一過程，哈佛大學的研究人員利用便攜式超聲波傳感器對志願者在跑步機上執行各種行走任務時的小腿肌肉進行成像和記錄。根據所得到的肌肉活動圖譜，研究小組繼續估計在每個人的行走周期的推開階段，小腿外骨骼應該施加多少輔助力。
僅僅通過幾秒鐘的行走，就可以生成個人檔案。而在這些配置文件被編入外骨骼后，測試對象被發現在使用外骨骼行走時比沒有外骨骼時使用的代謝能量更少。此外，與不使用超聲校準技術時相比，外骨骼能夠使用更少的力量來提供這種水平的幫助。這意味着該設備不僅對其用戶更溫和，而且也更節能。
研究的共同作者羅伯特·豪（Robert Howe）教授表示：“這項研究表明，如果你把時間定在肌肉開始收縮的時候，而不是根據腿部的運動方式來啟動援助，你可以提供更有效的行走援助。事實證明，個人之間在小腿肌肉收縮的時間上存在着相當大的差異，而超聲波可以讓你確定每個人的最佳援助時間”。
相關論文發表在Science Robotics.
Source: Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences