Bộ xương ngoài phần lớn chỉ giới hạn trong lĩnh vực hư cấu, xuất hiện trong các bộ phim khoa học viễn tưởng hoặc siêu anh hùng để làm cho nhân vật mạnh hơn, cao hơn hoặc có tính hủy diệt cao hơn (trong cuốn sách của James Cameron). hình đại diện, hơi đáng sợ Bộ đồ AMP đóng vai trò như một “bộ khuếch đại của người điều khiển con người”, nhưng thực sự giống một cỗ máy chiến tranh hình người hơn với con người thật bên trong). Về mặt sử dụng trong thế giới thực, khung xương đã được thử nghiệm hoặc phát triển trong các ngành như sản xuất xe hơi, du lịch hàng không, Các quân sựvà chăm sóc sức khỏe; những thứ này chủ yếu nhằm giúp mọi người nâng vật nặng và vật liệu.
Bộ xương ngoài mới phục vụ một mục đích khác: giúp con người đi lại. Được phát triển bởi các kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Cơ điện tử sinh học Stanford, thiết bị này được mô tả trong một bài báo xuất bản tuần này trên tạp chí Thiên nhiên. Tóm lại, đó là một đôi giày có động cơ giúp người mang có thể đẩy về phía trước theo từng bước họ đi. Tuy nhiên, điều khiến nó trở nên khác biệt là chức năng của nó được điều chỉnh cho phù hợp với từng người sử dụng thay vì tiêu chuẩn hóa theo các chiều cao, cân nặng và tốc độ đi bộ khác nhau.
[Nhúng nội dung]
“Bộ xương ngoài này cá nhân hóa sự trợ giúp khi mọi người bước đi bình thường trong thế giới thực,” cho biết Steve Collins, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí, người đứng đầu Phòng thí nghiệm Điện tử sinh học Stanford, trong một nhấn phát hành. “Và nó mang lại những cải thiện đặc biệt về tốc độ đi bộ và tiết kiệm năng lượng.”
Việc cá nhân hóa được kích hoạt bằng thuật toán học máy mà nhóm đã đào tạo bằng cách sử dụng trình mô phỏng — tức là các máy thu thập dữ liệu về chuyển động và mức tiêu hao năng lượng từ các tình nguyện viên đã gắn bó với chúng. Các tình nguyện viên đi bộ với tốc độ khác nhau trong các tình huống tưởng tượng, chẳng hạn như cố gắng bắt xe buýt hoặc đi dạo trong công viên.
Thuật toán đã thu hút mối liên hệ giữa các tình huống này và mức tiêu thụ năng lượng của mọi người, áp dụng các mối liên hệ này để tìm hiểu trong thời gian thực cách giúp người đeo đi lại theo cách thực sự hữu ích cho họ. Khi một người mới khởi động, thuật toán sẽ kiểm tra một kiểu hỗ trợ khác nhau mỗi khi họ bước đi, đo lường chuyển động của họ thay đổi như thế nào để phản ứng lại. Thời gian học tập ngắn nhưng nhìn chung, thuật toán có thể tự điều chỉnh một cách hiệu quả cho phù hợp với người dùng mới chỉ trong một giờ.
Bộ xương ngoài hoạt động bằng cách tác dụng mô-men xoắn ở mắt cá chân, thay thế một số chức năng của cơ bắp chân của người đeo. Khi người dùng bước một bước, ngay trước khi ngón chân của họ chuẩn bị rời khỏi mặt đất, thiết bị sẽ giúp họ đẩy ra. Nó hoạt động khá tốt; trung bình, mọi người đi bộ nhanh hơn 9% so với bình thường trong khi tiêu tốn năng lượng ít hơn 17%. Khi so sánh trực tiếp trên máy chạy bộ, bộ khung ngoài giúp giảm sức lực gấp đôi so với các thiết bị tương tự.
Giảm bớt sức lực khi đi bộ nói chung không phải là mục tiêu mà hầu hết chúng ta nên hướng tới; nếu có thì người Mỹ cần điều ngược lại. Nhưng nhóm phát triển bộ xương ngoài nhận thấy nó được sử dụng để giúp đỡ những người bị suy giảm khả năng vận động, kể cả người già hoặc người khuyết tật.
“Tôi tin rằng trong thập kỷ tới chúng ta sẽ thấy những ý tưởng hỗ trợ cá nhân hóa và các thiết bị di động hiệu quả. khung xương giúp nhiều người vượt qua những thách thức về di chuyển hoặc duy trì khả năng sống một cuộc sống năng động, độc lập và có ý nghĩa”, tác giả nghiên cứu và nhà nghiên cứu kỹ thuật sinh học Patrick Slade cho biết trong tạp chí nhấn phát hành.
Vì bộ xương ngoài hiện đang ở giai đoạn nguyên mẫu nên nó sẽ không sớm đến được với cơ sở người dùng rộng rãi hơn. Ngoài ra, cho đến nay, nó mới chỉ được thử nghiệm trên những người trưởng thành khỏe mạnh ở độ tuổi giữa 20, vì vậy các thử nghiệm mới sẽ cần được thực hiện và điều chỉnh cho những người thực sự cần trợ giúp khi đi bộ.
Nhóm nghiên cứu cũng đang có kế hoạch thiết kế các vòng lặp giúp cải thiện khả năng giữ thăng bằng của người đeo và thậm chí giảm đau khớp. Họ lạc quan về tiềm năng của thiết bị của họ. “Tôi thực sự nghĩ rằng công nghệ này sẽ giúp ích được rất nhiều người,” nói Collins.
