| 科研人员试穿机械外骨骼 (网络图片) |
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□据 中新网
据中国常州网报道,2014年巴西世界杯揭幕战上,一名患有截瘫的巴西少年身穿一套“外骨骼”机器人,开出了本届世界杯的第一球,成为全世界瞩目的焦点。在中科院常州先进制造技术研究所,一款机械外骨骼已研制成功,目前已进入调试阶段。
1 有腿有脚的“钢铁外衣”,
通过电机助力
被悬挂在研究室内的这套名为EXOP-1(认知外骨骼机器人1号)的外骨骼机器人,它有脚、有腿,与人的下半身十分相似,全部由航空铝打造,在机器人的腰部和腿部分别设有9处固定带,并装有22个传感器、6个驱动器和1个控制器,总重约20公斤。
中科院常州先进所科研项目办公室主任、副研究员陈剑说,穿上这一套“钢铁外衣”,就像操作一台“机器战甲”,力量会有大幅度的提高。“每条腿都有3个电机,每个电机对应了人体的髋关节、膝关节和踝关节,通过电机,达到给每个关节助力的作用。”在系统膝关节上侧,记者看到还设置了5个档位,身高1.7米到1.8米的人穿戴时可以根据身高自行调节,而鞋子也是特别定制的,每只足底装了4个传感器。
2 “钢铁外衣”可感知人们的运动趋势
在身上穿一套“钢铁外衣”,行动还能自如吗?陈剑现场给我们进行了演示。
在工作人员的帮助下,陈剑先将脚固定在机器人的脚上,然后再将小腿、大腿和腰部与机器人固定在一起,打开开关后,准备行走。只见陈剑轻轻一抬腿,机器人很快就感知到了这个动作,以几乎相同的角度屈伸跨步。
“就像我刚刚做的动作,人要抬腿走路时,会产生一个运动趋势,这个信号传达给机器人足底的传感器,再传达给控制器和驱动器,继而自动设定关节的旋转角度,系统本身通过检测压力变化和人体姿态变化,解读运动意图,推动人体行走,达到相一致的动作,这就是机器人的工作原理。”陈剑说。
3 穿上它能一拳打穿墙壁
“在美国,外骨骼机器人通过不断调整功能,成为可以多功能地辅助人体机能的系统。”陈剑告诉记者,当前外骨骼机器人的运用主要分为两类,一类是军用,以负重为主,另一类是民用,用来增强人体功能。
在民用领域,外骨骼机器人可广泛应用于登山、旅游、消防、救灾等需要背负沉重的物资、装备而车辆又无法使用的情况。
陈剑团队研制的属于助力负重型机器人。陈剑打了个形象的比喻:假如你要负重100公斤的东西,穿上外骨骼机器人,其中80%的重量都能通过机器人助力。“高楼大厦着火,穿着外骨骼机器人的‘钢铁蜘蛛人’去灭火,或者在灾区,一拳打穿墙壁救人,也不是没有可能。”
目前已有多地的消防和公安部门对EXOP-1表示出预订意向。