《科學》最新封面：超人運動服問世，走路省力9%，跑步省力4%

●孫滔

這項研究登上了《科學》封面

這是一款機器助力服裝，可以讓人在運動時減少代謝，節(jié)省能量。這款特殊服裝更像是一套自行車運動衣，由內(nèi)布拉斯加大學奧馬哈分校（UNO）和哈佛大學的研究人員合作研發(fā)。這套衣服可以讓人在行走時節(jié)省9.3%的能量，在跑步時節(jié)約4%的能量，這個效果相當于佩戴者減重了7.4公斤和5.7公斤。

機械助力衣

走路和跑步并不簡單，兩種步態(tài)中肌肉和關節(jié)的生物力學有著根本的區(qū)別，生物力學家常常把行走比作鐘擺，而跑步則是一種重心上下波動的彈簧運動。另外，行走時人體重心在站立狀態(tài)最高，而跑步時則是站立狀態(tài)重心最低。這些就讓發(fā)明同時協(xié)助走路和跑步的助力衣服有了很大挑戰(zhàn)。

共同通訊作者、內(nèi)布拉斯加大學奧馬哈分校助理教授Philippe Malcolm稱，他們正是在利用這些生物力學原理來開發(fā)步態(tài)分類算法，通過依附身上的傳感器來跟蹤人體重心的加速度，從而準確檢測佩戴者運動狀態(tài)的變化。一旦檢測到步態(tài)切換，裝備會自動調(diào)整其動作程序。

走路和跑步還是有共同點的，兩者都具有髖關節(jié)的延伸，前腳在落地之后都需要發(fā)力來驅(qū)動身體前行。這也是這套裝備的核心理念。這套重達五公斤的裝備由織物包裹，在腰背和大腿處與腰帶連結(jié)，其在大腿處的裝置會產(chǎn)生拉伸作用，以協(xié)助髖部伸展。同時軀干部的傳感器在檢測佩戴者是在走路還是運動，大腿處的傳感器檢測腿部位置的變化，這時候裝備后面的馬達（驅(qū)動器）就會在佩戴者前腳落地之前拉伸裝備，這就可以幫助臀部伸肌，節(jié)約相同運動力度所消耗的能量。……