物美价廉：打造最优机械外骨骼

材料牛注：Homayoon Kazerooni 团队研制出一种新型机械外骨骼，市场价30，000美元，重量仅为12千克，其价格是同类产品的三分之一，质地轻巧，可以流畅自然地执行行走动作，是截瘫患者及行走不便人士的福音。

在加州伯克利大学分校所在街道的一个新公司里，机器人技术的先驱 Homayoon Kazerooni正在介绍他的新发明是如何的实用。他表示，“打个比方来说，我们正努力制造的是经济实用的‘丰田车’，而不是华而不实的跑车。”

他向我展示了最新研制的机械外骨骼，这种机械外骨骼可以帮助截瘫患者或行动不便的人从轮椅上站起来，并重新开始行走。Kazerooni研究这样的仿生系统已经十多年了，他早在2005年建立的Ekso Bionics公司，现在已经成为当前外骨骼市场领导者。这也就为什么Kazerooni会说他们公司所制造出的设备SuitX是最先进的。不过在Kazerooni的工程理念中，“先进”就是“简单实用”。

他的团队曾经研究过装有很多传感器和马达的机械外骨骼，“如果你做出的一样无法工作的东西，你就会继续往里面添加其他东西直到它变得有用为止。”但是Kazerooni认为这种想法太过简单直接。因此，他们选择了另外一条更加困难的研发之路。他说：“我想制造出可以自动行走的外骨骼，它无需在脚底安装传感器，也不用在膝盖安装致动器，并且用户可以在一个这样大小的电脑上自行控制这些参数。”说着他用手比划了一下，大约六英寸，差不多一个iPad的大小。

为什么要走这样的极端呢？Kazerooni的团队研发出了，被称为Phoenix的外骨骼，市场价30，000美元且仅重12千克。这也是他们为什么不往外骨骼中加传感器和马达的原因。而市面上的其他三种竞争产品却卖到了80，000美元甚至更贵，而且其中两家的产品重量超过20千克。

Phoenix还没有在美国上市，SuitX仍然在接受FDA的医疗设备批准使用测试。很多企业家知道，等待FDA批准的时间是漫长且令人头疼的。但是Kazerooni表示，在中国的制造商让他们的产品可以很好的进入亚欧市场。他计划年底之前可以让两项产品准备就绪——一个面向成人，一个面向未成年人。

Kazerooni表示，他们的创新点主要在于：将Phoenix中致动器的数量限制到两个，一个装在臀部的两边。而其中最主要的设计是在膝盖的部位安装了另一个致动器，以此来使小腿抬起并移动。同时，Phoenix安装了基本的传感器用来测量倾斜度，角度和加速度。为了给用户提供自然的步态感，臀部的马达控制所有的抬起动作以此带动膝盖的抬起，同时膝盖处的机械装置控制它的放松，这样腿就可以摆动了。当脚落地时，机械装置会支撑住膝盖，这样腿就可以重新承受用户身体的重量了。

当然，最重要的是设计出一款软件可以确保这一系列动作发生的时机恰当准确。因为任何一个失误都可能会让用户摔倒造成生命危险。

原文链接：To Build the Best Robotic Exoskeleton, Make It on the Cheap

本文由编辑部尉谷雨提供素材   王训翻译  黄超审核