外骨骼機器人實質上是一種可穿戴機器人,它將人的智能與外部機械動力裝置的機械能量結合在一起,可以給人提供額外的動力或能力。由於其安裝位置和產生的作用和生物界中的骨骼很相似,故將其稱為人類外骨骼。
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據了解,雖然人類外骨骼在最近十幾年取得了很大的進展,然而現實中還有許多問題需要解決。
目前人類外骨骼主要通過采集肌電信號和力反饋的方法來獲取穿戴者的運動意圖,肌電信號采集的方法有很嚴格的外界環境限制,一旦信號采集的地方發生微小的變化(如流汗等)就會干擾信號的采集;而力反饋法具有本質上的滯後性,當穿戴者做出快速的運動或者高難度的動作時就會有阻礙感。
人類外骨骼主要通過捆綁的方式與穿戴者連接在一起,而這種方式具有很大的缺陷,如人體捆綁部位會因帶子的束縛產生血液流通不暢等問題;捆綁處因肌肉的收縮、伸展產生的形狀變形會很大程度上影響人類外骨骼的定位精度。
而且,人類外骨骼使用的便攜式能源只能給系統提供2至9小時的續航時間,所以開發新的便攜能源將成為需要解決的研究難題。
此外,由於人類的生理機構具有承受極限,每個關節有運動範圍的限制,因此在人類外骨骼設計中,要防止對穿戴者造成傷害。 |