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首尔国立大学研究出“人造肌腱”装备:可在搬重物时保护腰部

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2021-12-07 18:20:00 量子位 丰色 编辑:贝儿 浏览数:13优乐网

年纪轻轻,腰就不好了?你可能需要这样一套“护甲”:穿上它搬重物、做深蹲,好比外骨骼,能时刻帮你纠正成正确的姿势,减轻背部脊柱的负担,从而保护你那脆弱的老腰。研究出自首尔国立大学,成果已发表在 Science Roboti...

年纪轻轻,腰就不好了?

你可能需要这样一套“护甲”:

穿上它搬重物、做深蹲,好比外骨骼,能时刻帮你纠正成正确的姿势,减轻背部脊柱的负担,从而保护你那脆弱的老腰。

研究出自首尔国立大学,成果已发表在 Science Robotics。

不管是老年人还是年轻人,都可能在劳动或运动时导致腰部不适或受伤。

正确的姿势可以有效减轻伤害,就比如下面这样的下蹲是最安全的搬重方式。

而市场上早就有的那种护腰腰带,完全起不了真正的保护作用。

为此,研究人员转变思维,根据人类肌肉骨骼解剖学,提出了一种人造肌腱整合到外穿装备上。

它可以根据穿戴者的动作相应调整其在目标关节上的正确力场(force field),从而减轻运动带来的腰部伤害。

为了让人采用下蹲而非下腰的方式搬重,研究人员在这套装备上设计了双关节肌腱,在佩戴者的背部(浅蓝色部分)、髋关节(深蓝色部分)和膝关节(灰色部分)后面交叉安装。

当穿戴者的背部和臀部弯曲时,肌腱被拉伸;当膝盖弯曲时,肌腱被释放。

这套人造肌腱的最关键的点就是加上上图红色部分组成的“A”形结构,有了它,就可以允许肌腱横向滑动并改变角度

其中,状态角(state angel)的大小会影响双关节肌腱的阻抗:角度越大,肌腱阻抗越小;角度越小,阻抗越大。

为了减少搬重时下腰带来的损伤,该装备将上部缆绳固定在肩部,并将它们的路径沿背部和髋关节向下布置;

当穿戴者弯腰时,随着背部和髋关节的弯曲,上部缆绳被向上拉动,状态角变小,阻抗就大了,从而防止过度下腰

由于深蹲姿势涉及膝关节的屈曲和髋关节的外展,该装备将下部缆绳固定在脚上,并将它们垂直向上布置在膝盖后面;

然后当穿戴者以正确的腰部姿势开始蹲下时,髋外展使下部缆绳横向移动,膝关节屈曲将它们拉长,状态角就变大了,从而阻抗变小,驱使穿戴者正常下蹲。

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