物美價廉：打造最優機械外骨骼

材料牛注：Homayoon Kazerooni?團隊研制出一種新型機械外骨骼，市場價30，000美元，重量僅為12千克，其價格是同類產品的三分之一，質地輕巧，可以流暢自然地執行行走動作，是截癱患者及行走不便人士的福音。

在加州伯克利大學分校所在街道的一個新公司里，機器人技術的先驅?Homayoon Kazerooni正在介紹他的新發明是如何的實用。他表示，“打個比方來說，我們正努力制造的是經濟實用的‘豐田車’，而不是華而不實的跑車。”

他向我展示了最新研制的機械外骨骼，這種機械外骨骼可以幫助截癱患者或行動不便的人從輪椅上站起來，并重新開始行走。Kazerooni研究這樣的仿生系統已經十多年了，他早在2005年建立的Ekso Bionics公司，現在已經成為當前外骨骼市場領導者。這也就為什么Kazerooni會說他們公司所制造出的設備SuitX是最先進的。不過在Kazerooni的工程理念中，“先進”就是“簡單實用”。

他的團隊曾經研究過裝有很多傳感器和馬達的機械外骨骼，“如果你做出的一樣無法工作的東西，你就會繼續往里面添加其他東西直到它變得有用為止。”但是Kazerooni認為這種想法太過簡單直接。因此，他們選擇了另外一條更加困難的研發之路。他說：“我想制造出可以自動行走的外骨骼，它無需在腳底安裝傳感器，也不用在膝蓋安裝致動器，并且用戶可以在一個這樣大小的電腦上自行控制這些參數。”說著他用手比劃了一下，大約六英寸，差不多一個iPad的大小。

為什么要走這樣的極端呢？Kazerooni的團隊研發出了，被稱為Phoenix的外骨骼，市場價30，000美元且僅重12千克。這也是他們為什么不往外骨骼中加傳感器和馬達的原因。而市面上的其他三種競爭產品卻賣到了80，000美元甚至更貴，而且其中兩家的產品重量超過20千克。

Phoenix還沒有在美國上市，SuitX仍然在接受FDA的醫療設備批準使用測試。很多企業家知道，等待FDA批準的時間是漫長且令人頭疼的。但是Kazerooni表示，在中國的制造商讓他們的產品可以很好的進入亞歐市場。他計劃年底之前可以讓兩項產品準備就緒——一個面向成人，一個面向未成年人。

Kazerooni表示，他們的創新點主要在于：將Phoenix中致動器的數量限制到兩個，一個裝在臀部的兩邊。而其中最主要的設計是在膝蓋的部位安裝了另一個致動器，以此來使小腿抬起并移動。同時，Phoenix安裝了基本的傳感器用來測量傾斜度，角度和加速度。為了給用戶提供自然的步態感，臀部的馬達控制所有的抬起動作以此帶動膝蓋的抬起，同時膝蓋處的機械裝置控制它的放松，這樣腿就可以擺動了。當腳落地時，機械裝置會支撐住膝蓋，這樣腿就可以重新承受用戶身體的重量了。

當然，最重要的是設計出一款軟件可以確保這一系列動作發生的時機恰當準確。因為任何一個失誤都可能會讓用戶摔倒造成生命危險。

原文鏈接：To Build the Best Robotic Exoskeleton, Make It on the Cheap

本文由編輯部尉谷雨提供素材 ? 王訓翻譯 ?黃超審核