據(jù)報(bào)道，美國(guó)哈佛大學(xué)的康納·沃爾什實(shí)驗(yàn)室并非常見(jiàn)的研究中心，這里沒(méi)有臺(tái)式離心機(jī)、可清除有毒氣體的通風(fēng)廚、燒杯或鉗鍋、試管架等，只有幾臺(tái)筆記本電腦以及各種各樣的衣服。在實(shí)驗(yàn)室一側(cè)，站著許多穿著T恤和黑色跑褲的模特，它們后面則堆放著運(yùn)動(dòng)衫和跑鞋。在另一個(gè)架子上，放著被仔細(xì)折疊的短褲和綁腿，上面還標(biāo)記著不同的號(hào)碼。在我最近訪問(wèn)這里時(shí)，一名學(xué)生正在長(zhǎng)褲上縫補(bǔ)丁。

如果是走在街上，你可能以為自己進(jìn)了高檔體育用品店。但這不是耐克的大學(xué)，而是哈佛大學(xué)的生物設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室。這里有許多令人矚目的研究項(xiàng)目，它們的目標(biāo)是徹底改變“軟機(jī)器人”科學(xué)。在這個(gè)過(guò)程中，也能改變中風(fēng)患者的命運(yùn)，幫助他們?cè)俅涡凶?。?shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人沃爾什說(shuō)：“從本質(zhì)上說(shuō)，我們正在研究能夠?yàn)樵馐芤苿?dòng)障礙的人提供力量的衣服，幫助他們恢復(fù)移動(dòng)能力?！?/p>

不久前，在洛杉磯的儀式上，35歲的沃爾什獲得勞力士雄才偉略大獎(jiǎng)。他計(jì)劃利用10萬(wàn)瑞士法郎的獎(jiǎng)金擴(kuò)展“軟機(jī)器人”研究，將其制造成套裝，以增強(qiáng)工人和士兵的負(fù)重能力。同時(shí)，這些機(jī)器人套裝還可被用于醫(yī)療領(lǐng)域，包括幫助照顧患有帕金森病、腦性癱瘓以及其他影響移動(dòng)能力疾病的病人。

沃爾什畢業(yè)于都柏林三一學(xué)院制造與機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)。早在學(xué)生時(shí)代，他就曾讀過(guò)美國(guó)正開(kāi)發(fā)外骨骼幫助增強(qiáng)人類(lèi)負(fù)重能力的報(bào)道，并對(duì)機(jī)器人產(chǎn)生癡迷。實(shí)際上，外骨骼就是類(lèi)似機(jī)器人的堅(jiān)硬外殼，可以將使用者包裹住，增強(qiáng)移動(dòng)能力，比如《鋼鐵俠》中羅伯特·唐尼所穿的鋼鐵套裝或《異形》中西格妮·韋弗所用的動(dòng)力骨骼等。

沃爾什表示：“我認(rèn)為它們看起來(lái)非?？幔　睘榇?，沃爾什申請(qǐng)進(jìn)入麻省理工學(xué)院深造，隨著生物力學(xué)專(zhuān)家休·黑爾學(xué)習(xí)。但是當(dāng)沃爾什開(kāi)始接觸僵硬的外骨骼時(shí)，他發(fā)現(xiàn)對(duì)其感到很不滿(mǎn)意。他說(shuō)：“這就像裝甲變成了機(jī)器人套裝，但它同樣堅(jiān)硬、沉重，令人感到不舒服，而且并非總能隨人類(lèi)而動(dòng)。”

為此，當(dāng)沃爾什來(lái)到哈佛大學(xué)時(shí)，他成立了生物設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室，決定利用不同的方式解決這個(gè)問(wèn)題。他說(shuō)：“我立即發(fā)現(xiàn)，如果你使用更軟的套裝，可以支持你采取正確行動(dòng)。此外，它穿起來(lái)更舒服，而且不會(huì)困擾到你。它具有巨大的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值。我開(kāi)始想象：我們能夠制作出可穿戴的軟機(jī)器人嗎？”

答案是肯定的。在同事特里·艾利斯、路易斯·阿瓦德以及肯·霍爾特等人的幫助下，他們利用電子學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、材料學(xué)以及神經(jīng)學(xué)等知識(shí)，設(shè)計(jì)和制造出可幫助行走的巧妙設(shè)備：軟外骨骼套裝。實(shí)際上，它就是用特制的布料裹住某人的腿部肌肉。然后利用自行車(chē)剎車(chē)線制作成滑輪將其與綁腿相連，另一端則與病人背上的電源背包線纜相連。當(dāng)穿戴著抬腳邁步時(shí)，電源包就會(huì)拉動(dòng)纜線，從而幫助抬腿。當(dāng)雙腳交替行走時(shí)，另一條連接在鞋頭的纜線就會(huì)拉緊，從而幫助抬起另一只腳，以便于其不會(huì)拖在地面上。

利用這種方法，無(wú)法再控制自己肌肉的人的情況就可以得到緩解。他們可以抬腿，重要的是保持腳趾向下，以便于不會(huì)被絆倒在地。簡(jiǎn)言之，他們可以再次恢復(fù)行走。沃爾什說(shuō)：“在設(shè)計(jì)機(jī)器人設(shè)備時(shí)，設(shè)計(jì)關(guān)節(jié)非常重要。而我們的設(shè)備只有1個(gè)關(guān)節(jié)，非常容易控制。此外，我們盡量使用輕質(zhì)材料，設(shè)備也更容易穿戴。”

最初，用于幫助穿戴者抬腿的滑輪使用手推車(chē)類(lèi)似設(shè)備。沃爾什等人不斷對(duì)其改進(jìn)，減少電源包體積，令其穿起來(lái)更舒服。這套套裝重約4.5公斤，沃爾什希望將來(lái)能夠進(jìn)一步減重。此外，電源包還配有IMU，用于分析腳部運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的力量，隨之提高或降低剎車(chē)線滑輪。這些傳感器必須以毫秒級(jí)的精確度工作。

測(cè)試已經(jīng)取得成功，中風(fēng)患者穿戴軟外骨骼套裝在跑步機(jī)上行走時(shí)，情況得到明顯改善。適應(yīng)套裝后，他們不再緊緊抓著離合器和扶手，動(dòng)作也越來(lái)越快，越來(lái)越自信。沃爾什說(shuō)：“我們并非說(shuō)這套套裝是移動(dòng)障礙的唯一解決方案，還有各種各樣的硬外骨骼套裝適用于完全癱瘓的人。但是對(duì)于病情不嚴(yán)重的人來(lái)說(shuō)，軟機(jī)器人套裝是更好的選擇。”

每年，僅在英國(guó)就有11萬(wàn)人患上中風(fēng)，盡管大多數(shù)人能夠幸存下來(lái)，但中風(fēng)已經(jīng)成為僅次于心臟病和癌癥的第三大殺手。許多中風(fēng)患者往往會(huì)遠(yuǎn)離社交活動(dòng)，更喜歡待在家里，也不愿意鍛煉。沃爾什等人希望他們的研究能夠改善這種情況。

中風(fēng)患者無(wú)需時(shí)刻穿著軟外骨骼套裝，而是當(dāng)他們需要離家外出時(shí)才穿上。這款設(shè)備也可用于理療，幫助患者恢復(fù)行走能力。隨著時(shí)間發(fā)展，沃爾什及其團(tuán)隊(duì)希望能在3年內(nèi)將原型產(chǎn)品推向市場(chǎng)。軟外骨骼套裝不僅可幫助中風(fēng)患者，還能幫助腦癱、老年癡呆癥、多發(fā)性硬化癥、帕金森病等患者。沃爾森說(shuō)：“當(dāng)肌肉無(wú)法產(chǎn)生足夠支持人類(lèi)行走的力量時(shí)，可穿戴的軟機(jī)器人可以幫助他們?！?/p>