為了有朝一日能夠對行動不便的人提供實質性幫助，斯坦福大學的科學家們一直在努力研究能讓行走更輕鬆的腳踝外骨骼。該團隊剛剛推出了首個走出實驗室的不受限版本，在佩戴者行進過程中能夠動態調整輔助水平，而且所實現的行進速度相當於放下一個 30 磅（13 千克）的沉重背包。
在去年發表的研究中，該團隊展示了一種可以將佩戴者的步行速度提高約 40% 的設備版本。較早的版本針對跑步者進行了調整，實驗證明了它如何將速度提高 10%。
不過該團隊此前研發的腳踝外骨骼迭代是模擬器，這意味着它們涉及複雜的實驗室設置，包括電線、跑步機和外部電機。通過將受試者連接到這些模擬器，研究人員能夠收集運動數據並快速測試和微調系統，以根據步態和能量消耗提供最佳水平的幫助。
這些仿真器對於團隊的研發非常寶貴，並且可以通過針對主題的幫助實現高度的個性化。但就這些外骨骼在現實世界中的潛力而言，它們確實存在明顯的局限性，因此不受約束的版本始終是團隊的目標。
新的外骨骼是一種電動靴子，它在腳踝處施加扭矩，這樣做可以發揮小腿肌肉的一些功能，幫助用戶邁出每一步。廉價的可穿戴傳感器內置在靴子中以監控運動，使用機器學習算法根據人的行走方式調整輔助水平。
團隊成員帕特里克·斯萊德（Patrick Slade）表示：“我們通過可穿戴設備測量力和腳踝運動，以提供準確的幫助。通過這樣做，我們可以在人們走路時小心地控制設備，並以安全、不引人注目的方式幫助他們”。
該團隊表示，外骨骼需要大約一個小時的步行才能適應用戶，但一旦適應，它就可以節省能源並提高速度，相當於放下一個 30 磅的背包。
該團隊負責人史蒂夫·柯林斯（Steve Collins）表示：“與穿着普通鞋子行走相比，優化的輔助功能使人們的步行速度提高了 9%，而每行駛距離消耗的能量減少了 17%。這些是迄今為止任何外骨骼經濟行走速度和能量方面的最大改進。在跑步機上的直接比較中，我們的外骨骼提供的工作量大約是以前設備的兩倍”。