新型機械義肢亮相：更安靜、擺動更靈活 續航更持久

相比較傳統義肢，機械義肢有諸多優點，但也存在成本高、噪音大、續航差等諸多不足。近日來自德克薩斯大學達拉斯分校的科學團隊開發出了一種新型機械義肢，利用最初用於國際空間站機器人提貨的電機，打造出了更安靜、擺動更靈活的義肢原型。

傳統義肢使用過程中，使用者通常每走一步都要抬起和擺動臀部，以便將腿抬離地面並向前移動。這導致了一種不自然的步態，不僅令人疲憊，而且隨著時間的推移可能會導致疼痛和受傷。

而機械義肢包含電動關節，每走一步都會自動將腿部彎曲起來並向前移動。為了適應有限的空間，電機通常體積小，旋轉速度快。一系列的齒輪被用來將扭矩從這些電機傳遞到關節。

但這種機械義肢會產生很大的噪音，另外它們還增加了阻力，使關節無法自由擺動。此外，這些電機還消耗了大量的電池電量，限制了用戶一天的行走距離。

而科學團隊開發的新義肢原型只在膝蓋和腳踝關節處裝備了兩個電機，功率足夠大，只需要最小的傳動裝置--這意味著該腿比其他機器人假肢更安靜，而且擺動更自由。

此外，機器人腿部還集成了一個再生制動系統，在每次邁步結束時都會使其減速。這種設置不僅能讓腳不至於以震蕩的力量與地面相碰，還能用捕捉到的能量為電池充電。因此，據稱，只需對電池進行一次初始充電，就足以滿足一整天的行走需求，這比其他機器人假肢的續航能力高出一倍。

科學家們現在正在改進控制算法，使該設備能夠根據地形、行走速度和活動的變化自動調整。由 Robert Gregg 副教授（現在在密西根大學工作）領導的關於這項研究的論文最近發表在 IEEE Transactions on Robotics 雜誌上。