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“相比起打造一個超人,我們更關心它能否幫到普通人?！眮碜悦绹e夕法尼亞大學機械工程和機械系的四名學生(Elizabeth Beattie, Nick McGil, Nick Parrotta, Niko Vladimirov)雖然沒有創(chuàng)造出一套鋼鐵俠的外衣,但他們所發(fā)明的可穿戴設備Titan Arm(泰坦之臂)卻可以讓普通人一秒鐘變身“大力士”。

 這款名為Titan Arm的可穿戴設備實際上是用于人體上肢的機械外骨骼,它不僅能讓人們在原有負重能力的基礎上多舉起40磅(約18公斤)的東西,還能幫助中風、手臂受傷的患者進行物理治療。 

 Titan Arm的外形如同一個帶有單個機械手臂的背包,由鋁制框架、鋰電池電機、電纜驅動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、手柄、四個可移動的關節(jié)以及一個機械手臂組成。背部的支撐板能幫助使用者保持穩(wěn)定的姿勢,肩帶能均勻地分配重量,使重量對上肢負擔達到最小。 

 裝備當中一些非負重部件由3D打印機制成,再加上鋁的質量較輕,整個設備的重量被控制在了18磅(8公斤)左右。McGill在接受《二十一世紀商業(yè)評論》采訪時表示:“穿戴后感覺很輕,也不會過于引人注目——比一個典型的工程師背包輕多了?！?/p>

    穿戴后,狗骨頭狀的機械手臂會貼合在使用者的右臂;待背包內的電池啟動制動系統(tǒng)后,使用者就能通過左手操控手柄來控制電纜系統(tǒng),帶動肘關節(jié)運動或靜止在固定的高度。與此同時,可移動關節(jié)處的傳感器可以及時將患者的信息與理療師或醫(yī)生共享,實現(xiàn)遠程監(jiān)測。

 目前,市面上出售的機械外骨骼產品大多是針對下肢的,而且價格多在10萬美元以上。相比之下,歷時8個月研究、設備的制作成本低于1500美元的Titan Arm優(yōu)勢非常明顯。發(fā)明人之一的Parrotta透露,他們使用了類似自行車剎車系統(tǒng)的電纜傳動來代替以往設備中昂貴的諧波傳動(harmonic drive)。這樣不僅大大降低了造價,還讓機械臂可以直接從背包內的車載型鋰電池中獲取動力。

 便宜、輕便,還能無線傳送數(shù)據(jù),如此具有突破性的Titan Arm事實上是四個發(fā)明人的畢業(yè)設計作品。McGill表示,團隊未來會將主要的改進方向放在物理治療上,如增加能通過皮膚表面的電信號來推斷人的行為意識的肌電圖傳感器,實現(xiàn)用大腦來驅動機械臂的功能。

 至于是否會讓Titan Arm幫助人類變身真正的“大力士”,McGill給出了不確定的答案:“力量增強是一個很難的命題,因為外骨骼必須始終承擔使用者身上的負重。要適應更強的負重,一套支撐使用者的全身裝備是必需的。我們沒有計劃在之前設定的40磅這個最高值上繼續(xù)提升。”不過,說不定不久的將來我們就會看到Titan Leg(泰坦之腿)和Titan Torsos(泰坦之軀)的誕生呢!