科学家研发智能裤装,可支撑老年人独立自由行动

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9月13日消息,据BBC报道,乔纳森·罗西特(Johnathan Rossiter)骄傲地展示他的新裤子。它颜色绚丽,适合跑步,但更值得注意的是,它不仅仅是名牌莱卡的产品,而其两种是一款软体机器人。罗西特说:“另一每个人儿须要变老,另一每个人儿的行动能力也会随着减弱。另一每个人儿想做的是给另一每个人儿这些 额外的帮助,尽将会长时间地保持另一每个人儿的独立性。”

这些 英国研究人员认为,这些 未来远景将会须要依赖于可穿戴的软体机器人。为此,另一每个人儿开发出机器人肌肉、充气的塑料气泡,都须要把腿从坐着的姿势支撑为站立姿势。将这项技术应用到裤子中将会还须要10年的时间,但它将增强另一每个人儿在最须要的过后 站立和行走的能力。

图1:最新机动技术,左侧是加强“袖口”以支撑膝盖,右侧则是人造肌肉以帮助支撑机械腿

谁会穿智能裤装?

来自英国布里斯托尔大学的罗西特教授解释说:“英国最少有4000万残疾人。这包括有功能性残疾的人,也包括哪几个年老时行动不便的人。”到2046年,65岁及以上人口比例将会会增长到总人口的近四分之一。英国约有130万人患有中风,其中另一每个人儿移动时将须要帮助。另一每个人儿所经历的难题将会包括走路、坐下和站立,也将会是这些 日常任务,比如穿衣。

社会服务将承受如此大的压力,以提供更多的照顾者和职业治疗。这激起了罗西特的灵感,他利用EPSRC (英国工程与自然科学研究理事会资助的400万英镑资金开发机器人处里方案,以改进传统的手杖、轮椅或电动代步车。在本周于赫尔举行的英国科学节上,研究人员首次展示了这些 技术和应用它们的服装。

罗西特教授表示:“另一每个人儿的目标之一而是以两种人造形式群克隆人类肌肉,以便于把它们缝进裤子里,如此 须要了都须要帮助另一每个人儿行动的动力裤。”

智能裤装涉及哪几个技术?

罗西特教授与来自英国各地的科学家合作协议者,将纳米粒子科学、功能性3D打印、智能材料开发和人工肌肉技术结合在并肩。我说:“软体机器人都能能制伟大的伟大的发明与传统机器人截然不同的复杂材料和形态学 。另一每个人儿将会研究过这些 生物,它们的动作非常复杂,它们的感知和控制能力非常强,就像章鱼一样,它们都须要弯曲和扭曲挤进狭小的空间中。另一每个人儿都须要把哪几个能力中的次要植入到人造肌肉中,之后再融入到衣服内。”

在科学节上,罗西特教授的团队展示了人造肌肉。在外人看来,它们看起来像一串串用透明塑料制成的鸡尾酒香肠(感觉像塑料纸袋子子),都须要充气。一旦膨胀,整个形态学 就会像肌肉一样收缩起来,鸡尾酒香肠就会变得像珠串的形态学 。人造肌肉能产生相当大的力量,布里斯托大学的研究人员证明,它能将机器腿从坐着的姿势支撑位站着的姿势。

图2:人造肌肉就像由透明塑料制成的长长的鸡尾酒香肠

另一场演示显示,几根充气的长塑料香肠袖口,它们排列在膝盖附过。一旦充气,它就变得更硬,对膝盖起到更大的支撑作用。罗西特教授解释称:“这意味着着分析你都能能站得更舒服。”

不过,在日常生活中使用它们将会会产生这些 噪音。研究团队表示,另一每个人儿的愿景是使用电活性聚合物,即须要电力的材料。罗西特教授表示:“这些 设计很好,将会你有都须要放在口袋里的手机电池、锂聚合物电池。有了哪几个,你须要了都须要通电的材料,它们就会像肌肉一样收缩。”当然它们会保持静默。

一旦嵌入到裤子中,就都须要使用嵌入式控制系统,电活性聚合物两种会产生电信号。罗西特解释说:“什么都有有另一每个人儿有能力通过同样的物质测量某这些人所有所有的动作,而同样的物质也会将力量传递给这些人所有所有。哪几个材料将充当传感、计算媒介,之后把力量送到正确的地方。”

这项技术将会会提供延长老年人独立生活的潜力,但潜在的负面影响将会会让另一每个人儿放弃使用这些人所有所有的肌肉,之后变得如此虚弱。但作为两种康复设备,它将发挥巨大作用。罗西特解释说:“哪几个身体较弱的人会变得更强壮,使用这些 设备/裤子(运动裤)使另一每个人儿的腿和膝盖变得更强壮。”

毫无难题,核心技术正以突飞猛进的速率单位发展,研究人员正在付诸行动。但这些 裤子仍然而是每根色彩鲜艳的打底裤,最少目前如此。

坚持时尚风格

研究人员还设计了空气驱动的裤腰,之后按一下按钮,裤子的腰部就会松开,掉到地板上。我我觉得哪几个演示而是漫画效果,但具有真正的实际潜力。罗西特教授称:“功能性大小便失禁的人而是必须及时赶到厕所,最终必须使用护垫。这对另一每个人儿的生活土办法来说是个可怕的改变,另一每个人儿也在努力处里这些 具体情况的发生。”

机器人衣裤也须要清洗。之后是风格难题。同类,79岁的老年人是与否你都能能花时间选用五颜六色的莱卡裤子,这是有争议的。什么都有有它们须要看起来好看,但谁的品味更最少呢?这将会意味着着分析,紧身衣或这些 更宽松的内衣须要与该技术并肩开发。

即将投入使用?

罗西特教授说:“另一每个人儿正在反思:将会另一每个人儿相对健康,随着另一每个人儿慢慢变老,另一每个人儿会变成哪几个样的人?医疗服务机构很喜欢另一每个人儿的伟大的伟大的发明。另一每个人儿将会意识到,将会要与人体互动,最好是柔软的东西,而须要那种可怕的坚硬外骨骼。”

该团队的下一阶段工作将包括与临床医生、慈善机构和假肢设备合作协议者者。罗西特教授预测,将会有好的设计和制造公司参与,这款智能裤装有望在10年内上市。但正如罗西特解释的那样:“它们将会是智能膝盖骨、智能脚踝支撑或智能裤子。之后,我认为,在几年之内,简单易用的产品会相对越来很慢地经常出現。”

但首先,哪几个研究人员还有什么都有有难题须要处里。比如要怎样在裤子里储存足够的能量而又不必变得太沉,以及要怎样长时间储存能量。正如罗西特教授所指出的那样:“你不必想走到山顶后,却经常发现这些人所有所与否法从另一边下去。”