这种外骨骼的神经连接可使

脊髓损伤患者摆脱拐杖，实现身体平衡和行走。

长时间以来，双足机器人一直在努力实现像人那样行走——靠双腿实现身体平衡，这个动作大多数人在一两岁的时候就已经完全掌握。经过几十年的努力，机器人开始适应走路，能够在有需要的地方帮助有需要的人

加州理工学院的机器人专家启动了一项名为“机器人辅助移动科学”（Robotic Assisted Mobility Science，RoAMS）的项目。采用机器人行走方面的最新研究成果，研发出一种新型医疗外骨骼。这种外骨骼具备动态移动的能力，通过神经控制接口，可使用户不使用拐杖，保持身体平衡并行走。而对于现有医疗外骨骼，拐杖是必不可少的。这看上去可能没什么。但考虑一下，你会发现自己站起来并同时使用双手还是有相当频率的。

“我们使用外骨骼帮助人们完成日常生活任务的唯一方法就是动态运动，”加州理工学院土木与机械工程教授和RoAMS计划的领导者之一亚伦•艾姆斯（Aaron Ames）解释说。“我们设想在家里应用这样的外骨骼帮助用户做一些事情，比如做一个三明治，然后拿到沙发处坐下。也可将其用于临床医疗，能够站立和行走将为患者带来诸多受益。” 在据加州理工学院的研究人员介绍，他们的外骨骼已完成一项重要测试的准备：计划今年演示通过神经控制动态行走。

双足外骨骼与人密切配合确实是一项挑战。艾姆斯解释说，研究人员对他们机器人的工作已有深入细致的了解，但生物系统仍然存在诸多未知。“因此，我们如何实现这些设备与人之间的成功交互呢？”他问道。

还有其他诸多挑战。阿什拉夫•S.戈尔吉（Ashraf S.Gorgey）是弗吉尼亚联邦大学的理疗康复教授，他对外骨骼很有研究。他说，诸如成本、耐用性、通用性，甚至患者使用设备的愿望都和技术本身一样重要。他补充说，作为一种研究系统，加州理工学院的方法似乎很有希望：“设计一种能够为患者提供平衡性的外骨骼，我想这是一个巨大的进步。”

艾姆斯在加州理工学院的同事乔尔•伯迪克（Joel Burdick）正在研发一种脊髓刺激器，在腿部肌肉和大脑之间建立一种人工连接，绕开脊髓损伤。RoAMS计划将尝试运用这种技术，开发用户自身的神经和肌肉，辅助外骨骼运动和控制——甚至完全截瘫患者也有使用的可能。在运动中协调神经和肌肉对正在接受身体康复训练的脊髓损伤或中风患者大有裨益，他们在外骨骼的支持和协助下行走可显著改善恢复效果，即使主要是靠外骨骼行走。

“你想再次训练某个神经回路，即导致相应肌肉运动的激发模式，”艾姆斯解释说，“唯一方法就是让用户动态移动，就像他们未曾受伤那样。”

加州理工学院正在与法国公司Wandercraft进行合作，将该研究投入临床应用。Wandercraft已经研发出一种外骨骼，在欧洲获得临床批准，已使20多名截瘫患者实现行走。在2020年，RoAMS计划将聚焦于脑或脊柱接口与Wandercraft外骨骼之间的直接耦合，实现综合神经控制下的稳定动态行走，这在以前从未提出过。

加州理工学院的研究人员准备使用外骨骼进行一次行走演示。

艾姆斯指出，这些外骨骼设计用于非常特定的挑战。目前，这种外骨骼的复杂性和成本可能会使大部分残疾患者觉得不切实际，特别是电动轮椅具备大部分相同功能，且价格更实惠。但是，他希望RoAMS计划能够成为将技术带给有需要的人的第一步，在轮椅或步行机无法简单处理的情况下，为用户提供一个选项。

“RoAMS确实如此。”艾姆斯说，“在不久的将来，我认为这种技术会为人们改变生活提供不同的方式。”

作者：Evan Ackerman

文章来源于：《科技纵览》杂志