脚踝exoskeleton可以更快地走路

无法快速行走可能会令人沮丧和有问题，但这是一个常见的问题，特别是随着人们的年龄。斯坦福大学的工程师指出了越来越多于所需的普遍性，在斯坦福大学的工程师已经测试了他们开发的原型开发系统 - 这在胫骨周围附近，进入跑步鞋 - 在实验中增加了人们的自我选择的步行速度环境。

的外骨骼外部由马达提供动力并由算法控制。当研究人员根据速度对其进行优化时，参与者的步行速度平均比他们穿着正常鞋子且没有外骨骼时快42%。这项研究的结果发表在4月20日神经系统和康复工程上的IEEE交易。

“我们希望我们能够通过外骨骼援助提高步行速度，但我们真的很惊讶地发现这么大的改进，”斯坦福和纸张高级作者机械工程副教授史蒂夫柯林斯说。“四十％是巨大的。”

在最初的实验中，参与者都很年轻，健康的成年人。鉴于他们令人印象深刻的结果，研究人员计划使用老年人进行未来的测试，并查看外骨骼设计可以改善外骨骼设计。他们还希望最终创建一个可以在实验室外工作的外骨骼，但目标仍然是一种脱离方式。

“我的研究任务是了解生物力学的科学和电机控制人体运动背后，以提高日常生活中的人类的身体表现，“Seungmoon Song，机械工程博士道和纸张的铅作者。”我认为外骨骼是非常有前途的工具，可以实现身体上的增强生活质量。”

走在循环中

本研究中测试的踝外科系统是一种实验仿真器，用作试验台用于尝试不同的设计。它有一个框架，围绕上部胫骨并进入集成跑步鞋参与者佩戴。它附着在大型电动机上，坐在行走表面旁边，拉动沿着外骨骼背面的长度的系绳。由算法控制，系绳将佩戴者的脚跟拉直，帮助他们在推出地面时向下指向脚趾。

在这项研究中，研究人员让10名参与者以五种不同的操作方式走路。他们穿着没有外骨骼的正常鞋走路，在三种不同的模式下关闭外骨骼，打开外骨骼:优化速度，优化能源使用以及调整后的安慰剂模式，让他们走得更慢。在所有的测试中，参与者都是在适应速度的跑步机上行走。

为速度优化的模式——导致行走速度增加42%——是通过人在环过程创建的。一种算法在用户行走时反复调整外骨骼设置，目的是通过每次调整提高用户的速度。找到速度优化的操作模式需要大约150轮的调整和两个小时的人。

除了大幅增加的步行速度之外，速度优化的模式还减少了能源使用，每米的每米长约2％。然而，这一结果与人的人群广泛变化，这是一个预期的人，因为它不是那种外骨骼模式的有意的特征。

“这项研究旨在特别回答关于增加步行速度的科学问题，”宋说。“我们对其他性能措施的措施并不关心，如舒适或能量。然而，10名参与者中的七个不仅可以更快地走得更快，但消耗较少的能量，这真正表明了潜在的外骨骼以有效的方式帮助人们帮助人们。“

专门为能源使用而优化的设置借鉴了之前的一个实验。在目前的研究中，这种模式比速度优化设置更能减少能量消耗，但并没有提高速度。正如预期的那样，安慰剂模式既减缓了参与者的速度，又增加了他们的能量消耗。

更好，更快，更强

现在，研究人员已经获得了如此重大的速度辅助，他们计划将未来版本的脚踝展示仿真器关注减少能源在用户跨越用户，同时也更舒适。

针对老年人，柯林斯和他的实验室想知道未来的设计是否能减轻关节重量引起的疼痛或改善平衡。他们计划对老年人进行类似的步行测试，希望这些测试也能带来令人鼓舞的结果。

“速度增加40％的比较年轻人与年龄之间的差异老年人“柯林斯说。”所以，这样的设备可能不仅可以恢复，而是增强自我选择的行走速度对于年龄较大的人，这是我们兴奋的事情。“

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