站久以后腳感到太累？你可能需要一個(gè)仿生的外骨骼。爬樓梯有困難？你恐怕可以試一試仿生動(dòng)力學(xué)長(zhǎng)褲。乍一聽(tīng)“仿生”這個(gè)詞充滿(mǎn)了科幻感，但事實(shí)上，將工程學(xué)與生物機(jī)器技術(shù)相結(jié)合的仿生系統(tǒng)，正逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

要開(kāi)發(fā)出能廣泛適用的仿生設(shè)備，最大的挑戰(zhàn)在于人們使用的情形太復(fù)雜，并且人們的身體狀況和身體表現(xiàn)也各有不同。因此到現(xiàn)在，還沒(méi)有一款萬(wàn)能適用的產(chǎn)品。所以，未來(lái)仿生學(xué)的關(guān)鍵在于適應(yīng)性，得讓仿生設(shè)備適用于個(gè)體和他所處的環(huán)境。

要做到這一點(diǎn)，仿生學(xué)需要將三項(xiàng)重要的技術(shù)結(jié)合起來(lái)：傳感、計(jì)算和驅(qū)動(dòng)。

• 傳感這一部分，人們可以使用感應(yīng)器來(lái)直接記錄大腦、神經(jīng)和肌肉活動(dòng)，使用佩戴在身體上的設(shè)備，如加速計(jì)，來(lái)間接測(cè)量手指的運(yùn)動(dòng)。

• 在測(cè)量之后，電腦將這些信息與人類(lèi)活動(dòng)模型相結(jié)合，計(jì)算出具體使用者的個(gè)體運(yùn)動(dòng)信息，然后預(yù)計(jì)人們接下來(lái)想要做的事情。

• 最后，電腦系統(tǒng)使用這些預(yù)計(jì)的情況，把能量分散在不同的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器上。這種驅(qū)動(dòng)力可以讓機(jī)器提供必要的支撐力，并且不斷適應(yīng)我們身體和壞境的改變。

而柔軟的機(jī)器人技術(shù)會(huì)比傳統(tǒng)的硬型技術(shù)更自然。

現(xiàn)在大多數(shù)仿生協(xié)助設(shè)備都是由堅(jiān)硬的材料構(gòu)成，如金屬和塑料，它們的移動(dòng)也由傳統(tǒng)的馬達(dá)和變速箱控制。這些技術(shù)組合在一起很有效，但是他們的堅(jiān)硬度恰恰是其最大的缺點(diǎn)。在自然界中，柔軟的組成，如肌肉和骨骼占了大多數(shù)，并且人們發(fā)現(xiàn)，用柔軟的材料來(lái)支撐手臂或者坐在柔軟的沙發(fā)上要更舒服。

柔軟機(jī)器人所構(gòu)成的仿生學(xué)褲子

新型的柔性機(jī)器人技術(shù)能克服上面所提到的傳統(tǒng)仿生設(shè)備的缺點(diǎn)。如同其名字一樣，這些新型的系統(tǒng)引用了柔順的材料，可以自然地與人類(lèi)身體活動(dòng)相配合。它們由彈性塑料、橡膠和膠體組成，在電力的驅(qū)動(dòng)下模擬彎曲、拉伸等人類(lèi)運(yùn)動(dòng)。

這些智能材料可以模仿生物體肌肉的收縮，通常被稱(chēng)為“人工肌肉”。因?yàn)橛斜姸鄡?yōu)點(diǎn)，我們可以創(chuàng)造出新的適應(yīng)性設(shè)備，如智能仿生褲來(lái)協(xié)助人類(lèi)運(yùn)動(dòng)和康復(fù)。

英國(guó)工程物理研究協(xié)會(huì)近期宣布，他們將投入530萬(wàn)英鎊用于開(kāi)發(fā)下一代的可適應(yīng)性仿生設(shè)備，其中就包括開(kāi)發(fā)柔性智能長(zhǎng)褲，以幫助殘疾人和老人保持獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)能力。

通過(guò)與利茲大學(xué)、諾丁漢大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)合作，開(kāi)發(fā)智能仿生長(zhǎng)褲的目標(biāo)之一就是要證明全自動(dòng)智能服裝的可行性。這些智能長(zhǎng)褲將可以監(jiān)測(cè)出穿著者的意圖，在他們有需求時(shí)給予自動(dòng)化的力量支持。例如，幫助人們從椅子上起身或者是爬樓梯。

當(dāng)然，這并不僅僅是一個(gè)科技應(yīng)用，這些柔軟的機(jī)器服裝還得易于穿著，并且做到衛(wèi)生、舒適和有型。而要做到這些，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中還需要目標(biāo)用戶(hù)和健康專(zhuān)家們的合作。

未來(lái)的智能長(zhǎng)褲可能將和人們的身體更加緊密接觸，通過(guò)在皮膚下植入感應(yīng)器，它能夠直接檢測(cè)神經(jīng)信號(hào)，而更加精確的使用者意圖的信息也可以測(cè)量出來(lái)，這將使得設(shè)備與穿戴者間的關(guān)系更加自然。

近期的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)展示出了這種產(chǎn)品的潛力，有3名手部嚴(yán)重受傷的病人在截肢后移植了用神經(jīng)信號(hào)控制的假手，之后他們得以完成日常生活中必備的一些動(dòng)作。這條消息似乎將打開(kāi)一個(gè)新的紀(jì)元，在將來(lái)，可穿戴的仿生設(shè)備將與人的身體更加和諧相處，它們將被用來(lái)協(xié)助人們的運(yùn)動(dòng)和康復(fù)。

Via popsci 

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