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特稿及文章

工程团队设计外骨骼技术帮助人们再次行走

Sharma with his hands on his hips wearing the exoskeleton leg braces

这看起来像球速体育是直接从科幻电影中走出来的东西:人类穿着仿生技术更容易移动。

然而,匹兹堡大学的一个球速体育研究小组正在将小说变成现实,他们利用机器人技术帮助截瘫患者恢复或提高行动能力。

该团队最近创造了一个混合外骨骼的原型。混合方面来自于该最新体育赛事资讯、实时赔率分析及在线投注平台中使用的两种技术,电极无创地发送超声波使瘫痪的肌肉工作,而电池供电的外骨骼提供额外的支持以促进运动。

球速体育斯旺森工程学院机械工程和材料科学副教授、该团队的首席球速体育研究员尼廷·夏尔马说:“我们正试图创造一种病人控制外骨骼的情况,而不球速体育是相反。”

彼得·阿维什(Peter Ahwesh)在匹兹堡长大,1995年毕业于球速体育大学,获得历史学学士学位。在搬到北卡罗来纳州之前,他去年参加了夏尔马的球速体育研究。

阿维什穿着外骨骼走路,由一个滚动的助行器支撑平衡。他有不完全性脊髓损伤,这意味着他的腿有部分活动能力,但活动能力减弱。

虽然阿维什说他并不觉得原型机特别舒服,但他说正在进行的球速体育研究非常棒。在夏尔马实验室用超声波之前,他在外骨骼里走了走。

“我很欣赏他们在夏尔马实验室所做的球速体育研究。没有多少地方在用这些设备改善人们的生活,”阿维什说。

目前的康复技术预测剩余的肌肉功能和肌肉运动需要多少帮助,这一过程被称为肌电图。正确测量任何康复设备应该提供多少帮助球速体育是这种方法的一个挑战,因为它仅限于大肌肉群。

然而,夏尔马的球速体育研究使用超声波,而不球速体育是电,通过放置在身体上的传感器传递。这球速体育是为了更准确地测量目标肌肉群能产生多少运动。超声波利用人类听不到的高频声波刺激皮肤表面下的组织。

Sharma说,虽然最终目标球速体育是协调整个腿部的肌肉运动,但Sharma的团队目前专注于脚踝,因为它比腿部的其他部位“复杂得多”。

沙玛说:“不像膝关节只能向一个方向运动,脚踝可以向多个方向弯曲,不同的肌肉可以激活关节。”“对于肌电图来说,这球速体育是非常具有挑战性的,因为没有正确的位置放置这些传感器,所以我们想用超声波来解决这个问题。”

球速体育研究团队还包括球速体育大学和UPMC心脏血管球速体育研究所医学和生物工程副教授Kang Kim,以及球速体育大学物理医学和康复系副教授、人体工程球速体育研究实验室医学主任Brad Dicianno。该最新体育赛事资讯、实时赔率分析及在线投注平台还将使用球速体育球速体育研究计算中心的技术来推进其进展。

该最新体育赛事资讯、实时赔率分析及在线投注平台由美国国家科学基金会(National Science Foundation)提供的509060美元的CAREER奖资助。

前进

外骨骼的原型正在球速体育的神经肌肉控制和机器人实验室(也被称为夏尔马实验室)开发,并与电源相连。最终的产品将能够使用便携式电池。此外,该团队正在设计将这些外骨骼与轮椅和其他移动技术集成在一起的产品。

夏尔马说,球速体育研究小组下一步将球速体育研究外骨骼球速体育是否会影响腿部的神经行为和肌肉质量。该团队还计划减轻17公斤(37.5磅)的原型,使外骨骼更便于用户使用。

“我们在设计中加入了膝盖马达,使它更重。但在不久的将来,我们将用铝和碳纤维部件取代我们的许多部件,所以我们的目标球速体育是通过升级将重量控制在12公斤(约26.5磅)以下,”夏尔马实验室的球速体育研究助理阿尔伯特·多德森(Albert Dodson)说。

“外骨骼很重,所以我们的建议球速体育是,既然人们将使用他们的肌肉,你就不需要这些大的外骨骼,”夏尔马说。“如果你同时使用自己的肌肉和这些外骨骼,你也可以节省能量,走更长的时间。”

“这项球速体育研究需要继续进行,”阿维什说,“但他们在球速体育大学做这项球速体育研究真球速体育是太棒了。”