研究人員說，外骨骼設備有多種用途，例如加快我們的步行速度或使跑步更容易。然而，他們不知道究竟是什么使外骨骼有效。例如，定制有什么好處?簡單地習慣外骨骼有多大影響?斯坦福大學斯坦福生物機電一體化實驗室的研究人員研究了這些問題，發(fā)現(xiàn)訓練在外骨骼提供幫助方面起著非常重要的作用。
“人們在學習新任務方面非常出色，”斯坦福生物機電一體化實驗室前成員、21 年博士 Katherine Poggensee 說。“因此，僅通過培訓——只要讓人們有時間學習如何自己使用設備——他們就可以從我們的設備中獲益匪淺。”
為了揭開外骨骼成功的秘訣，Poggensee 和機械工程副教授兼生物機電一體化實驗室負責人史蒂夫柯林斯監(jiān)測了 15 名配備腳踝外骨骼模擬器的人的進展情況，該模擬器是一種附著在鞋內和腳踝周圍的裝置。一個人的腿并模仿動力外骨骼，但允許通過基于實驗室的特殊控制器進行大量定制和微調。
這些人以前從未使用過外骨骼，雖然他們都從訓練中受益，但不同的方法產(chǎn)生了截然不同的結果。與關閉外骨骼行走相比，接受最有利訓練條件的參與者在外骨骼輔助下行走時消耗的能量減少了近 40%。在所有參與者中，研究人員確定訓練貢獻了外骨骼提供的整體益處的一半左右。9 月 29 日發(fā)表在Science Robotics 上的一篇論文詳細介紹了這項研究。
“給我們同事的主要信息是：我們需要提升我們的實驗性游戲。我們需要真正訓練人，”柯林斯說，他將外骨骼體驗描述為不像穿上超級英雄的智能盔甲，而更像是騎自行車。“一旦你學會了如何做好，你就可以穿上外骨骼開始走路，這很容易——但成為專家確實需要一點時間。”
花時間
研究人員關注三個主要問題：我們能否通過給人們一個設備并讓他們長時間行走來訓練他們使用外骨骼?如果我們讓人們接觸各種外骨骼行為，我們能幫助他們更快地訓練嗎?而且，一旦人們接受了全面培訓，外骨骼的定制控制如何影響表現(xiàn)?
參與者被分為三個主要小組，每個小組都經(jīng)歷了五天的培訓。一組接受外骨骼模擬器的通用幫助(基于過去對參與者的幫助)，另一組在整個研究過程中根據(jù)他們的特定需求不斷優(yōu)化設備，第三組經(jīng)歷了每天重置的優(yōu)化。正如預期的那樣，持續(xù)優(yōu)化組的參與者看到了能量消耗的最大下降，并且因為他們接觸到了一些外骨骼行為的多樣性，所以更快地獲得了這些好處。
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