9月13日消息，據(jù)BBC報道，喬納森·羅西特(Johnathan Rossiter)驕傲地展示他的新褲子。它顏色絢麗，適合跑步，但更值得注意的是，它不僅僅是名牌萊卡的產(chǎn)品，而其本身是一款軟體機(jī)器人。羅西特說:“我們都會變老，我們的行動能力也會隨著減弱。我們想做的是給人們一些額外的幫助，盡可能長時間地保持他們的獨立性。”
許多英國研究人員認(rèn)為，這種未來遠(yuǎn)景可能需要依賴于可穿戴的軟體機(jī)器人。為此，他們開發(fā)出機(jī)器人肌肉、充氣的塑料氣泡，可以把腿從坐著的姿勢支撐為站立姿勢。將這項技術(shù)應(yīng)用到褲子中可能還需要10年的時間，但它將增強(qiáng)我們在最需要的時候站立和行走的能力。
圖1：最新機(jī)動技術(shù)，左側(cè)是加強(qiáng)“袖口”以支撐膝蓋，右側(cè)則是人造肌肉以幫助支撐機(jī)械腿
誰會穿智能褲裝？
來自英國布里斯托爾大學(xué)的羅西特教授解釋說:“英國大約有1000萬殘疾人。這包括有功能性殘疾的人，也包括那些年老時行動不便的人。”到2046年，65歲及以上人口比例可能會增長到總?cè)丝诘慕姆种弧Ｓs有120萬人患有中風(fēng)，其中許多人移動時將需要幫助。人們所經(jīng)歷的問題可能包括走路、坐下和站立，也可能是其他日常任務(wù)，比如穿衣。
社會服務(wù)將承受越來越大的壓力，以提供更多的照顧者和職業(yè)治療。這激起了羅西特的靈感，他利用EPSRC (英國工程與自然科學(xué)研究理事會資助的200萬英鎊資金開發(fā)機(jī)器人解決方案，以改進(jìn)傳統(tǒng)的手杖、輪椅或電動代步車。在本周于赫爾舉行的英國科學(xué)節(jié)上，研究人員首次展示了這種技術(shù)和應(yīng)用它們的服裝。
羅西特教授表示:“我們的目標(biāo)之一就是以一種人造形式復(fù)制人類肌肉，以便于把它們縫進(jìn)褲子里，這樣就有了可以幫助人們行動的動力褲。”
智能褲裝涉及什么技術(shù)？
羅西特教授與來自英國各地的科學(xué)家合作，將納米粒子科學(xué)、功能性3D打印、智能材料開發(fā)和人工肌肉技術(shù)結(jié)合在一起。他說:“軟體機(jī)器人能夠制造出與傳統(tǒng)機(jī)器人截然不同的復(fù)雜材料和結(jié)構(gòu)。我們已經(jīng)研究過許多生物，它們的動作非常復(fù)雜，它們的感知和控制能力非常強(qiáng)，就像章魚一樣，它們可以彎曲和扭曲擠進(jìn)狹小的空間中。我們可以把這些能力中的部分植入到人造肌肉中，然后再融入到衣服內(nèi)。”
在科學(xué)節(jié)上，羅西特教授的團(tuán)隊展示了人造肌肉。在外人看來，它們看起來像一串串用透明塑料制成的雞尾酒香腸(感覺像塑料袋)，可以充氣。一旦膨脹，整個結(jié)構(gòu)就會像肌肉一樣收縮起來，雞尾酒香腸就會變得像珠串的形狀。人造肌肉能產(chǎn)生相當(dāng)大的力量，布里斯托大學(xué)的研究人員證明，它能將機(jī)器腿從坐著的姿勢支撐位站著的姿勢。
圖2：人造肌肉就像由透明塑料制成的長長的雞尾酒香腸
另一場演示顯示，幾根充氣的長塑料香腸袖口，它們排列在膝蓋周圍。一旦充氣，它就變得更硬，對膝蓋起到更大的支撐作用。羅西特教授解釋稱:“這意味著你可以站得更舒服。”
不過，在日常生活中使用它們可能會產(chǎn)生許多噪音。研究團(tuán)隊表示，他們的愿景是使用電活性聚合物，即需要電力的材料。羅西特教授表示：“這種設(shè)計很好，因為你有可以放在口袋里的手機(jī)電池、鋰聚合物電池。有了這些，你就有了可以通電的材料，它們就會像肌肉一樣收縮。”當(dāng)然它們會保持靜默。
一旦嵌入到褲子中，就可以使用嵌入式控制系統(tǒng)，電活性聚合物本身會產(chǎn)生電信號。羅西特解釋說:“所以我們有能力通過同樣的物質(zhì)測量某個人的動作，而同樣的物質(zhì)也會將力量傳遞給這個人。這些材料將充當(dāng)傳感、計算媒介，然后把力量送到正確的地方。”
這項技術(shù)可能會提供延長老年人獨立生活的潛力，但潛在的負(fù)面影響可能會讓人們放棄使用自己的肌肉，然后變得越來越虛弱。但作為一種康復(fù)設(shè)備，它將發(fā)揮巨大作用。羅西特解釋說:“那些身體較弱的人會變得更強(qiáng)壯，使用這種設(shè)備/褲子(運動褲)使他們的腿和膝蓋變得更強(qiáng)壯。”
毫無疑問，核心技術(shù)正以突飛猛進(jìn)的速度發(fā)展，研究人員正在付諸行動。但這種褲子仍然只是一條色彩鮮艷的打底褲，至少目前如此。
堅持時尚風(fēng)格
研究人員還設(shè)計了空氣驅(qū)動的褲腰，只要按一下按鈕，褲子的腰部就會松開，掉到地板上。雖然這些演示只是漫畫效果，但具有真正的實際潛力。羅西特教授稱：“功能性大小便失禁的人就是不能及時趕到廁所，最終只能使用護(hù)墊。這對他們的生活方式來說是個可怕的改變，我們也在努力避免這種情況的發(fā)生。”
機(jī)器人衣褲也需要清洗。然后是風(fēng)格問題。例如，79歲的老年人是否愿意花時間選擇五顏六色的萊卡褲子，這是有爭議的。所以它們必須看起來好看，但誰的品味更合適呢?這可能意味著，緊身衣或其他更寬松的內(nèi)衣需要與該技術(shù)共同開發(fā)。
即將投入使用？
羅西特教授說：“我們正在反思：如果我們相對健康，隨著我們慢慢變老，我們會變成什么樣的人?醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)很喜歡我們的發(fā)明。他們已經(jīng)意識到，如果要與人體互動，最好是柔軟的東西，而不是那種可怕的堅硬外骨骼。”
該團(tuán)隊的下一階段工作將包括與臨床醫(yī)生、慈善機(jī)構(gòu)和假肢設(shè)備公司合作。羅西特教授預(yù)測，如果有好的設(shè)計和制造公司參與，這款智能褲裝有望在10年內(nèi)上市。但正如羅西特解釋的那樣:“它們可能是智能膝蓋骨、智能腳踝支撐或智能褲子。因此，我認(rèn)為，在幾年之內(nèi)，簡單易用的產(chǎn)品會相對迅速地出現(xiàn)。”
但首先，這些研究人員還有很多問題需要解決。比如如何在褲子里儲存足夠的能量而又不會變得太沉，以及如何長時間儲存能量。正如羅西特教授所指出的那樣:“你不會想走到山頂后，卻突然發(fā)現(xiàn)自己無法從另一邊下去。”(小小)
