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日本研制一款低成本设备行走辅助设备
日本研制一款低成本设备行走辅助设备像本田的步行辅助器和日本机械外骨骼cyberdyn一样,【爱来奇无动力步行辅助器】意旨在帮助改善行走困难的人的步态,并帮助他们恢复活动能力和独立性。但又与它们不同,爱来奇完全不需要电池或燃气机。相反,它是纯粹的机械,通过存储和释放人行走时产生的动能和重力势能来提供帮助。
爱来奇是从Passive Dynamic Walking(被动动态步行原理)理论中获得灵感,爱来奇使用一个弹性势能存储能装置来捕捉重力势能和人步行时的动能,并释放它以协助腿自然抬起和摆出。
被动动态步行理论是20世纪80年代以来人类发表关于双足 步行系统研究中最重要的,其是受到哈佛大学学者Mochon和Mcmahon所提出的“弹道步行”模型的启发,由加拿大学者McGeer于20世纪80年代末所提出AG九游会登录J9入口。被动动力学的原始模型是基于人类和动物的腿部运动来实现的。完全主动驱动的系统,比如本田Asimo机器人的腿,效率不高,因为它每个关节都有电机和控制组件。被动动态步行的效率要高得多,因为运动是通过腿的自然摆动来实现的,而不是放在每个关节处的电机。被动动态步行机器人和人类步行的能量效率比世界上最先进的本田ASIMO和波士顿动力机器人要高二十倍左右。
日本学者运用被动动力原理制作的无动力源步行机器人更是在2012年创下了连续行走27小时(72公里)的世界纪录
无动力双足机器人成功更加证明了被动动态理论的是人类双足行走的内存机理,解释人类行走稳定性、鲁棒性、高效率的原因。更重要的是证明了只要双腿健在都可能恢复正常的行走能力。
由于被动动力学提供了有效运动的数学模型,因此能够为用于步行困难的偏瘫患者和截肢者提供更少能量的有效设备一个适当的途径。爱来奇便是日本学者基于此开发的世界上第一款无动力步行辅助器,同时美国科学家安德鲁·汉森(Andrew Hansen),史蒂芬·加德(Steven Gard)等人利用被动动力学在开发更好的足部假肢方面做了大量的研究 。
爱来奇采用单腿或双腿配置,目前版本设计用于穿在人的衣服外面。爱来奇自公开发表以来,收到来自世界各地人群的咨询并且得到大量的建议和反馈。爱来奇研发团队正在着手研发能够穿戴在裤子里面的爱来奇easy fit版本,目前实验机已经出来,相信在未来不久就能正式推出。现在版本它包括一个腰带,一个储能装置,和两根碳纤维杆等。总重仅仅只有550克左右。
爱来奇目前主要针对下肢无力患者,主要包括:因神经系统损伤或中风,脊髓不完全性损伤,ALS,肌营养不良和多发性硬化等疾病引起的腿部无力步行困难。爱来奇穿戴起来非常简单,可以在不到一分钟的时间内安装或拆卸,最重要的是可以单手完成操作。
被动动态步行是未来最有希望完全解决步行残疾的途径,爱来奇研究团队也不断在针对其真实应用做深入研究,而且近期取得非常多的突破性进展,不久的将来步行残疾将会完全根治。