騰訊科技訊（悠悠/編譯）據(jù)英國新科學家雜志報道，一種輕重量外骨骼機械裝置可以使老年人自如活動，目前，英國《新科學家》雜志記者前往日本實驗室，親自體驗這種外骨骼機械裝置的神奇力量。
日本新型外骨骼機械裝置可輕松地舉起40公斤的重物
這位記者對此次體驗進行了描述：在日本東京市中心的一個科學實驗室里，聚集著許多大學生，他們都面帶笑容，顯得沉浸在新興科技所帶來的樂趣之中，他們觀看我如何試穿外骨骼機械裝置，并如何舉起40公斤的大米。若是平時舉起這一重量的物體并非易事，但幸運的是借助這套裝置將賦予新的力量。我能夠推動一些箱子，并在專項研究學生Hideyuki Umehara的指導下蹲下身體。Umehara將一袋大米放在我伸展的手臂上，之后他按了一下我穿著的像帆布背包似的背包上的按鈕，我的臀部產(chǎn)生了向前的推進力，我的腿部也逐漸伸直，直至我完全站立起來。
我進行了第二次體驗，我舉起40公斤的大米袋子頗似人體機械鏟車，突然感到這袋大米竟輕如羽毛一樣。這將歸功于“人造肌肉”—— 在體驗之前Umehara安裝在我的背部，我感覺自己獲得了充分的動力。這套裝置通過填充性腰帶和背帶可安裝在臀部和肩部，延伸機械部分位于大腿外側(cè)，這套外骨骼機械裝置呈A形，是一個鋁框架結(jié)構(gòu)，袖筒可以在肘部和肩部關(guān)節(jié)處自由旋轉(zhuǎn)。
這套外骨骼機械裝置重量為9.2公斤，Umehara對安裝在背部的四個人造肌肉進行充氣，從而使人們穿著這套機械裝置和舉起大米時感覺到?jīng)]有重量。
據(jù)悉，這套外骨骼機械裝置是日本東京理科大學小林寬司(Hiroshi Kobayashi)帶領(lǐng)研究小組最新設(shè)計的人工智能外骨骼系列之一，預(yù)計明年初進行商業(yè)發(fā)布，這種可穿戴的機械裝置分為兩個型號：增強手臂和背部型，適用于商業(yè)領(lǐng)域要求舉起較重物體；輕重量醫(yī)護型，重量僅有5公斤，用于護理行業(yè)，例如：將病患者或者老年人從床上移動。
小林寬司研制的外骨骼機械裝置是最新型機械人造骨骼裝置，該產(chǎn)品的研究歷史可追溯至1965年通用電氣設(shè)計的“體能放大器”——Hardiman。此后幾十年里，科學家紛紛致力于研制士兵力量增強型裝置，或者用于幫助殘疾人群。其中不乏一些成功的例子，比如：Ekso仿生學公司研制的人類負重外骨骼，雷神公司研制的XOS2，目前它們在軍事領(lǐng)域仍進行不斷地開發(fā)升級。
但是有許多機械外骨骼項目提前出現(xiàn)問題，或者推遲商業(yè)發(fā)布，其中多數(shù)是涉及到不具備產(chǎn)生有效安全驅(qū)動力，從而使多功能發(fā)動機實現(xiàn)流暢的動作。
小林寬司認為他們所研制的外骨骼機械裝置則不同，它并沒有笨重的電子傳動裝置和液壓系統(tǒng)，而是采用了“充氣人造肌肉(PAMs)”，其輕重量、網(wǎng)格覆蓋的橡膠囊袋伴隨著空氣充入和排出可以收縮。小林寬司稱，充氣人造肌肉可釋放30公斤或者更多的即時支撐力，主要取決于該物體與身體的距離。其動力和重量比率是發(fā)動機驅(qū)動的外骨骼機械裝置的400倍。此外，充氣人造肌肉不像傳統(tǒng)發(fā)動機，它不受水和灰塵的影響。一個調(diào)節(jié)器基于微處理機釋放的信號可以有效控制輸出氣壓，它將與機械裝置中的一個加速傳感器進行關(guān)聯(lián)，該傳感器可探測和響應(yīng)身體移動。
基于較高的動力和重量比率，該充氣人造肌肉裝置具有很大的優(yōu)勢，小林寬司指出，它的簡易控制源自大量模擬自然人體移動的預(yù)編程序，通過夾克的傳感器可觸發(fā)行走或者舉重，甚至更簡單的是，該裝置能對簡單的語音指令進行響應(yīng)，例如：“開始”或者“停止”，以及身體加速移動。如果使用者起身站立或者移動時的速度慢于當前加速度臨界值，該裝置則不會運行。一個簡單的刻度盤可以控制該裝置的移動速度，目前，這套外骨骼機械裝置出租一個月的價格為15000美元，據(jù)悉，日本醫(yī)療保險對于許多病例費用報銷比例在90%。
小林寬司在辦公室接受記者采訪時說：“許多年前我被外型超酷的機器人所深深吸引，但基本上它們很少實際應(yīng)用。我認為我們研制的人造肌肉外骨骼機械裝置是世界上唯一真正實際的工具機器人。”
在日本掀起了一股外骨骼機械裝置的研制與開發(fā)的熱潮，很大程度上是由于這個國家快速增長的老齡化人口，預(yù)計2025年65歲以上的老年人口占總?cè)丝诘?0%以上。近期發(fā)布的科學和技術(shù)白皮書強調(diào)，日本政府需要在社會上投入使用大量的機器人裝置，當前日益出現(xiàn)老年人照顧老年人的社會現(xiàn)象。
小林寬司指出，未來我們將試著研制一些較簡單的外骨骼機械裝置，它們沒有金屬袖筒來支撐手臂。它們將非常地輕，重量大約僅4公斤。此前我總認為外骨骼機械裝置具有更多的科幻成分，但到目前，我僅認為它只有一步之遙。
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本文標題：日本最新研制“人造肌肉”外骨骼機械裝置
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