加利福尼亚州斯坦福大学的工程师们发明了一种像靴子一样的机器人靴子，它可以在实验室之外的现实世界中提高行走速度，减少行走的力度。目前，研究团队的成果发表在《自然》《Nature》杂志上。

机器靴子为用户提供个性化的步行辅助，使人们每走一段距离可以加快9%的速度、减少消耗17%的能量。据该研究团队称，外骨骼提供的节能和速度提升相当于卸下一个30磅重的背包。

他们的目标是帮助有行动障碍的人，特别是老年人，可以更容易地在世界各地行动。斯坦福大学的研究团队相信，他们的技术将在未来几年实现商业化。

这款机器靴使用与小腿肌肉配合的马达，每走一步都能给穿着者额外的推动力。这种推动是使用基于机器学习的模型进行个性化的，该模型是通过多年与模拟器在大型、固定且昂贵的实验室设置进行训练的，可以快速测试如何最好地帮助人们。

学生和志愿者被连接到外骨骼模拟器上，同时研究人员收集运动和能量消耗数据。这些数据帮助研究团队了解佩戴外骨骼的人走路的方式与他们消耗的能量之间的关系。该团队获得了有关模拟器提供的不同类型辅助的相对好处的更多详细信息，并使用这些信息来告知机器学习模型，现实世界的外骨骼现在使用该模型来适应每个佩戴者。 

为了适应个人独特的走路方式，外骨骼将在用户每次走路时提供略有不同的辅助模式。然后，外骨骼测量产生的运动，这样机器学习模型就可以确定如何在用户下次走路时更好地辅助他们。总的来说，外骨骼需要大约一个小时来为新用户定制它的支持。

下一步，斯坦福大学的研究人员希望测试机器靴对目标人群(老年人和因残疾而行动能力下降的人)的作用，该团队还希望规划以改善平衡和减少关节疼痛为目标的设计变化，并与商业伙伴合作，将该设备转化为市场产品。

研究人员表示这是大家第一次看到外骨骼为现实世界的用户节省能源，他们相信，在接下来的十年里，将看到个性化援助和有效的便携式外骨骼的这些想法帮助许多人克服行动挑战或保持他们过上积极、独立和有意义的生活的能力。大家已经朝着这个目标努力了大约 20 年，这项技术将帮助很多人。

原文链接：https://techxplore.com/news/2022-10-exoskeleton-real-world.html

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05191-1