这款软壳外衣可能会让钢铁侠的装备相形见绌

外骨骼服这个词几乎已经成为一种硬壳服装的代名词，这种服装赋予穿着者超人的能力——飞跃高楼、举起重达数吨的物品、让瘫痪者行走——这要归功于一些外观精美的机器人。但在《科学机器人》杂志最近发表的一项研究中，一些外骨骼服研究人员对外骨骼服采取了更柔和的态度。这些装备与高科技健身装备的共同点比与科幻机器人服装更多，它们可以帮助提高人类的机动性。

为了检验氨纶外衣是否能给使用者带来帮助，研究人员让七名受试者穿上这种精致的运动装备，也就是他们所谓的功能性服装。

哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院研究员、这项研究的作者康纳·沃尔什 (Conor Walsh) 表示：“这些纺织部件使我们能够固定穿戴者，并将部件舒适而安全地连接到人体上。”

研究人员将这些织物组件连接到脚踝和小腿上，以施加力量并协助跖屈或弯曲，并连接到臀部以帮助髋部屈曲。一旦他们固定住身体，他们就会连接一条连接到滑轮马达的电缆。电缆横跨踝关节到小腿后部，将能量“射入”脚踝，增强步行者的自然步态。

沃尔什说：“本质上，我们正在做的是尝试利用服装方面的进步来创造一种与底层生物肌肉并行工作的人造肌肉。”外骨骼与生物肌肉协同工作，以减轻身体的工作量。

为了测试该系统，穿着套装的受试者在跑步机上行走，同时研究人员测量他们的代谢输出——他们的身体消耗了多少卡路里。一个有效的系统意味着穿着者在开启套装时燃烧的卡路里比关闭套装时燃烧的卡路里要少。以及如何：受试者在套装的帮助下消耗的能量减少了 23%，这是系留式外骨骼有史以来最大的提升。

这听起来可能不是什么了不起的结果。但从本质上讲，外骨骼使身体运动得更有效率。以最著名的虚构外骨骼为例，托尼·斯塔克的钢铁侠所穿的那套。它可能拥有喷气推进和激光，但当钢铁侠打人时，这套外骨骼只是吸收托尼的能量并将其放大。让一个 9 岁的孩子穿上钢铁侠外骨骼，他会成为一个非常强壮的 9 岁孩子——但不如穿着同样设备的成年男子托尼强壮。

长期以来，人们认为改进人体机器是不可能的。当人体运转良好时，其效率极高。数千年的进化已经完善了我们的行走节奏、步长，甚至摆动方式，以节省身体的能量。但是，脑瘫和帕金森症等影响人类步态的疾病，部分原因是它们使人类消耗的能量增加 70%。刚性外骨骼可以帮助人类更好地行走，但会消耗大量能量。你必须非常强壮才能承受钢铁侠套装的重量。这就是为什么新研究中的柔软选择如此有前景的原因。

“生活质量很大一部分取决于运动，”北卡罗来纳大学教堂山分校的外骨骼研究员格雷格·萨维奇 (Greg Sawicki) 表示，他并未参与这项研究。“对于残疾人士以及像婴儿潮一代一样自然衰老的人来说，这类设备可以让他们精力充沛一些。”

Sawicki 和 Walsh 都警告说这项研究仍处于早期阶段。

“至少还要过 10 年，甚至 15 年，我们才会看到人们去 REI 购买用于娱乐用途，”Sawicki 说道，但用于临床用途的时间可能更短。

但这种基础科学可以为未来更好的外骨骼设计提供参考。

沃尔什说：“这项研究有助于我们了解所提供的系统与个人可获得的利益之间的关系和权衡。”