斯坦福大學的研究人員設計一種由樹莓派單板計算機驅動的外骨骼,可以幫助有行動障礙的人更容易地走動。這種可穿戴設備像靴子一樣套在小腿上,由RaspberryPi4負責管理一系列的傳感器以及電機和電機驅動器。
作為博士生參與該項目的帕特裡克-斯萊德說,他們選擇樹莓派是因為它價格低廉,而且可以同時運行多個代碼線程。Slade補充說,用Python語言編寫也使驗證過程更容易。
優質自適應設備的關鍵要求是個性化,而這正是斯坦福大學的創造與其他學校的不同之處。該團隊花數年時間使用外骨骼仿真器來訓練他們的機器學習模型,而這些投入得到回報。該系統需要大約一個小時來充分學習佩戴者的行走方式,然後才能制定出定制的模式來進行輔助,但在使用的前15分鐘內就能感受到好處。
平均而言,佩戴者能夠加快9%的行走速度,同時減少17%的能量消耗,研究人員說,這相當於卸下一個30磅重的背包。在測試過程中穿戴外骨骼的研究生Ava Lakmazaheri說:"穿戴外骨骼行走,簡直感覺你的腳步多一個彈簧。"
結果是有希望的,但仍有許多工作要做。目前的原型是相當笨重的,所有的電子設備都是可見的。一個可供消費者使用的版本將需要進行視覺改造,以隱藏螺母和螺栓,理想情況下,該系統還可以再瘦身一點。不過,考慮到類似的系統通常是用線纜傳送數據的,因此有限制性,但無論如何這還是令人印象深刻。
研究人員將需要尋找商業夥伴,以幫助將這一創新推向市場。如果幸運的話,這隻靴子有一天可以與傳統的移動輔助工具(如助行器)一起使用,幫助人們保持更長時間的活動。
一篇題為"在現實世界中行走時個性化外骨骼援助"的研究論文已經發表在《自然》雜志上。