不是硬殼外骨骼,
而是穿在衫底:港大人工肌肉助行裝置今日展出
港大數據與系統工程系席寧教授的 Exynergy 團隊,研發以「人工肌肉」驅動的軟性穿戴機械人,讀取用家自己的肌肉信號同步出力,協助長者步行、上樓梯。系統連電池重約 2 公斤,今日在港大創新節展出。
提起助行機械人,很多人會想到用金屬支架和摩打帶動關節的外骨骼。香港大學工程學院數據與系統工程系席寧教授的 Exynergy 團隊走另一條路:裝置設計得更像衣服,貼身穿着,原則上可以穿在日常衣服底下。
席寧指,硬身外骨骼未必適合很多長者,尤其要考慮舒適度、骨骼健康和自然動作。
原理HOW
關鍵是一種用「剪切增稠膠」(Shear Thickening Gel,STG)研發的「人工肌肉」。團隊沒有用摩打直接推動關節,而是研發可以像真肌肉一樣收縮出力的肌絲。席寧形容,這種材料不出力時很軟,受力時會變硬,需要協助時可以更有效把力傳到身體,不需要時又保持柔軟舒適。
在實驗室示範中,人的肌肉一收縮,一條代表小腿後方肌肉的小型人工肌肉便跟着收縮。實際使用時,裝置會讀取用家自己肌肉動作的信號,同步驅動人工肌肉,在用家自身力量不足時補上適量的力。
分寸CALIBRATION
席寧強調輔助力度要因人而異:幫得太多,用家自己的肌肉可能變懶,影響平衡;幫得太少,又起不了作用。團隊因此建立模型,估算每人步行和日常活動需要多少力,目標是在步行、上樓梯和行斜路時提供足夠支援,同時讓用家的肌肉繼續鍛煉。
下一步NEXT
現時系統連電池重約 2 公斤,團隊正與上海的服裝設計夥伴合作,改善重量、外觀和穿脫的方便程度,並與社區長者義工一起測試。項目曾獲研究資助局優配研究金和主題研究計劃資助,其後再獲創新科技署第二輪「產學研 1+ 計劃」(RAISe+)資助,推動技術走向商品化。
團隊同時在測試以人工肌肉驅動的機械手,認為將來有潛力應用於義肢。Exynergy 會在今日(10 月 14 日)的港大創新節展示相關技術。
文:踢踢編
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