一款可在老年人和康复患者等日常生活中减轻身体负担的超轻量弹性外骨骼服已被开发出来。
韩国电子通信研究院(ETRI)11日表示,已开发出一款基于“张拉整体(tensegrity)”结构的超轻量穿戴式辅助装置,可帮助老年人、康复患者、劳动者等进行身体活动,并通过临床试验证实其对改善身体机能的效果。
此次开发的弹性外骨骼服重量在1千克以下,穿戴负担相对较小。同时,其在保证经济性的前提下,能够充分提供必需的身体辅助功能,这是其一大优势。
应用于弹性外骨骼服的张拉整体结构通过牵引力与稳定性的平衡来维持稳定形态,其方式类似于雨伞、帐篷依靠轻质绳索和支架来形成结构。
ETRI将这一原理应用于人体辅助装置,成功实现了对脊柱和下肢部位的支撑,在坐下起立、行走、搬运物品等日常动作中减轻使用者的身体负担。
尤其是,该技术在不妨碍使用者动作的前提下,在必要时刻提供平衡辅助,从而引导更高效的动作,有助于增强身体机能下降用户的肌力和耐力。
ETRI与忠北大学医院康复医学科共同对包括65岁以上老年人和身体障碍者在内的20人开展了临床试验。临床试验通过测量穿戴弹性外骨骼服前后在步行速度、平衡能力、下肢肌力、心肺耐力等主要身体机能方面的变化来进行。
结果显示,穿戴弹性外骨骼服后,使用者的步行速度较穿戴前提高了约14%。搬运物品所需时间缩短了22%,上下楼梯所需时间缩短了18%。
反映下肢肌力的“从椅子上站起”执行能力也提升了40%。此外,作为心肺耐力指标的步行距离增加了约9%。在弹性外骨骼服的穿戴效果、主观体感重量以及结构安全性等方面,用户满意度均较高。
ETRI目前正准备在老年人康复中心、日间照护中心、工业现场等多种实际使用场景中开展弹性外骨骼服的实用化测试。今后将通过产品商业化,力争为解决即将到来的超高龄社会中的医疗、照护和劳动环境问题作出贡献。
ETRI人类增强研究室的Shin Hocheol博士表示:“本研究团队开发的弹性外骨骼服是一项从人体肌骨系统结构中获得灵感而构思出的技术,从重量在1千克以下的被动式产品,到搭载电机和人工智能的主动式系统,均可在此基础上进行扩展,作为一个平台,其今后的应用前景十分广阔。”
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