【科学家研发智能裤装 可支撑老年人独立自由行动】
据BBC报道,乔纳森?罗西特(Johnathan Rossiter)骄傲地展示他的新裤子 。 它颜色绚丽,适合跑步,但更值得注意的是,它不仅仅是名牌莱卡的产品,而其本身是一款软体机器人 。 罗西特说:“我们都会变老,我们的行动能力也会随着减弱 。 我们想做的是给人们一些额外的帮助,尽可能长时间地保持他们的独立性 。 ”
许多英国研究人员认为,这种未来远景可能需要依赖于可穿戴的软体机器人 。 为此,他们开发出机器人肌肉、充气的塑料气泡,可以把腿从坐着的姿势支撑为站立姿势 。 将这项技术应用到裤子中可能还需要10年的时间,但它将增强我们在最需要的时候站立和行走的能力 。
谁会穿智能裤装?
来自英国布里斯托尔大学的罗西特教授解释说:“英国大约有1000万残疾人 。 这包括有功能性残疾的人,也包括那些年老时行动不便的人 。 ”到2046年,65岁及以上人口比例可能会增长到总人口的近四分之一 。 英国约有120万人患有中风,其中许多人移动时将需要帮助 。 人们所经历的问题可能包括走路、坐下和站立,也可能是其他日常任务,比如穿衣 。
社会服务将承受越来越大的压力,以提供更多的照顾者和职业治疗 。 这激起了罗西特的灵感,他利用EPSRC (英国工程与自然科学研究理事会资助的200万英镑资金开发机器人解决方案,以改进传统的手杖、轮椅或电动代步车 。 在本周于赫尔举行的英国科学节上,研究人员首次展示了这种技术和应用它们的服装 。
罗西特教授表示:“我们的目标之一就是以一种人造形式复制人类肌肉,以便于把它们缝进裤子里,这样就有了可以帮助人们行动的动力裤 。 ”
智能裤装涉及什么技术?
罗西特教授与来自英国各地的科学家合作,将纳米粒子科学、功能性3D打印、智能材料开发和人工肌肉技术结合在一起 。 他说:“软体机器人能够制造出与传统机器人截然不同的复杂材料和结构 。 我们已经研究过许多生物,它们的动作非常复杂,它们的感知和控制能力非常强,就像章鱼一样,它们可以弯曲和扭曲挤进狭小的空间中 。 我们可以把这些能力中的部分植入到人造肌肉中,然后再融入到衣服内 。 ”
在科学节上,罗西特教授的团队展示了人造肌肉 。 在外人看来,它们看起来像一串串用透明塑料制成的鸡尾酒香肠(感觉像塑料袋),可以充气 。 一旦膨胀,整个结构就会像肌肉一样收缩起来,鸡尾酒香肠就会变得像珠串的形状 。 人造肌肉能产生相当大的力量,布里斯托大学的研究人员证明,它能将机器腿从坐着的姿势支撑位站着的姿势 。
人造肌肉就像由透明塑料制成的长长的鸡尾酒香肠
另一场演示显示,几根充气的长塑料香肠袖口,它们排列在膝盖周围 。 一旦充气,它就变得更硬,对膝盖起到更大的支撑作用 。 罗西特教授解释称:“这意味着你可以站得更舒服 。 ”
不过,在日常生活中使用它们可能会产生许多噪音 。 研究团队表示,他们的愿景是使用电活性聚合物,即需要电力的材料 。 罗西特教授表示:“这种设计很好,因为你有可以放在口袋里的手机电池、锂聚合物电池 。 有了这些,你就有了可以通电的材料,它们就会像肌肉一样收缩 。 ”当然它们会保持静默 。
一旦嵌入到裤子中,就可以使用嵌入式控制系统,电活性聚合物本身会产生电信号 。 罗西特解释说:“所以我们有能力通过同样的物质测量某个人的动作,而同样的物质也会将力量传递给这个人 。 这些材料将充当传感、计算媒介,然后把力量送到正确的地方 。 ”
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