从《异形》中瑞普利所穿的动力装载机外骨骼到《星舰战队》和《阿凡达》中所展示的军事武器，流行电影一直以来都想象着机器人辅助机械——更不用说《钢铁侠》系列电影的基本前提了。但是，正如经常发生的那样，现实世界正在赶上许多科幻作家的想象力。
本周，在明尼阿波利斯凯悦酒店举行的流体动力创新与研究会议上，亚利桑那州立大学的Thomas G. Sugar教授(图左)讨论了可穿戴机器人的趋势，以及这些设备为流体动力技术带来的机遇。
休格认为，这些设备的关键在于，越来越多的人死于衰老——随着医学的进步，我们也在变老。甚至对于那些有疾病的人来说，比如癌症、心脏病或糖尿病，走路、上下、搬东西都比较困难。
休格说:“人们年纪越来越大，但他们仍然想要走路，他们仍然想要敏捷。”他指出，久坐被认为会导致糖尿病、心血管疾病和其他类型的死亡风险更高。“我们需要走路，所以(需要)可穿戴系统。我们需要步行。”
Sugar表示，可穿戴设备的技术基础已经形成。
“我们有电池、微处理器。你总是需要更好的驱动器，但也有其他的系统。可穿戴机器人是健康市场、辅助市场、制造商、军事和娱乐领域的关键。”
他说，无论是外骨骼、矫形器还是假肢，设计师都需要建造与用户无缝互动的设备;你不能强迫它们做某种运动。患者必须能够行走，并让机器人“跟随”他们——不能打乱步态周期或正常的运动。人们希望能够舒适地移动。许多人设想的大型外骨骼在不久的将来并不是现实，更小的单位——理想的重量在10磅或更少——是理想的。Sugar说，在测试中，那些佩戴16磅重的大型设备的人，感觉就像在穿过游泳池，或者就像一件运动器材。
Sugar的团队创造了一种臀部外骨骼，具有10%的代谢增强功能。他说，使用这种设备实际上比没有设备更容易运行10%。他们也让人们跑得很快——每小时12.8英里。他们一直专注于相位角，以帮助向用户传递能量，观察四肢的速度和位置。
Sugar详细介绍了目前正在开发的可穿戴设备的许多方面，包括:
•为臀部和膝盖提供动力的设备，迫使人们遵循某种走路模式
•可以测试个人用户的刚度和调整的假肢
•专门为截肢者提供的设备(大量来自退伍军人和糖尿病患者的截肢者)
•安装在跑步机上的康复外骨骼可以让人们行走
•允许中风患者练习重复性任务并建立神经通路的设备
•用于肌肉萎缩症患者的重力补偿装置
•让老年人成功地从椅子上站起来的可穿戴设备
气动肌肉系统用于各种辅助用途
•液压系统用于拾取巨大的重物，适用于仓储使用
•与工作工具结合并减少用户负载的设备，如用于铺设沥青的耙子
•手辅助设备，允许用户更好地抓取物体
•所谓的无椅式椅子，它允许用户蹲着，然后锁定位置，这样用户就可以在一个不舒服的位置工作
•辅助滑雪的娱乐设备——在膝盖上使用气动或液压阻挡装置
辅助设备让休闲跑步者跑得更快
Sugar强调，电池寿命和组件耐久性是关键问题。
“军队说他们希望士兵走8小时的行军，也就是大约5000到8000步。用一个5安培的24v锂离子电池，我们可以行进8个小时。只有正确储存能量，你才能做到这一点。“我们通常使用一磅重的电池，它能给你大约三个小时的寿命，仅仅是连续行走。我们的想法是，你可以更换电池。”这不是问题所在。更大的问题是(在私营部门)，医疗保险每五年只支付一个脚踝的费用，所以你需要一个可以做大约10g的设备，电机和轴承需要做大约10g的周期，所以生命周期是最大的问题。”
在未来几年，液压和气动技术都将在可穿戴设备中占据一席之地。Sugar强调，该行业应该考虑更多地关注软机器人，而气动技术显然是软机器人领域的关键一环。
他说:“要摆脱笨重的大设备，有很大的推动力。”
对于液压，它可能更适合处理负载?
“人们仍然需要装卸东西。我在两周前的一次会议上遇到了沃尔玛的首席执行官，他说，‘嗯，我们在配送中心有所有这些机器人，它的配送中心是照明机器人，这绝对是我们要去的地方。但我有11000家商店，平均每个商店每天晚上有两辆卡车去，所以我们每晚要卸载22000辆卡车——那里仍然需要人力。”
了下:致动器，气动技巧
