由于工程师在设计的可穿戴，电子活跃和响应的腿支撑设计中，臂支撑和全身套装，统称为外骨骼，MIT的研究人员正在提高一个重要的问题：而这些铁人类的附属物可以放大器up a person’s strength, mobility, and endurance, what effect might they have on attention and decision making?
这个问题远非微不足道，因为目前正在设计和测试的外骨骼，在战场上使用，预计美国士兵的专注的战术机动，同时通常载有60到100磅的设备。外骨骼如电子式自适应臀部，膝盖和腿胶带可以承担士兵负荷的重要部分，释放它们以移动更快，更敏捷。
但是可以穿着这样的仿生加入，并调整他们的动作，带走了认知任务所需的一些注意力，例如发现敌人，转发消息，或跟随中队？
麻省理工学院的研究小组发现，答案是肯定的，至少在某些情况下是这样。本周，研究人员在费城举行的人为因素与人体工程学学会年会上展示了一项研究。研究人员对志愿者进行了测试，这些志愿者要么是现役军人，要么是预备役军官训练团(ROTC)的参与者。他们戴着一套市面上可以买到的膝关节外骨骼，背着一个重达80磅的背包，穿过了障碍赛。在12名受试者中，有7人在带着外骨骼并通电的情况下完成视觉任务时的反应速度比不带外骨骼时要慢。
研究人员还发现，当士兵们被要求与领导者保持一定距离时，他们在佩戴外骨骼时保持恒定距离的能力较差。
结果虽然初步，但是，为军事和其他用途设计外骨骼的工程师可能希望考虑一个设备的“认知拟合” - 即使在物理上帮助它们也可能导致设备的注意力或决策可能会有多少。
“在军事外骨骼,敌人的士兵应该是扫描环境,确保其他人在他们的阵容在哪里,监测各种各样的东西,”莱亚斯特林说,麻省理工学院的助理教授航空航天和医疗工程和科学研究所的一员。“你不希望他们因为外骨骼而不得不专注于如何走路。这就是为什么我对这些技术需要多少关注感兴趣。”
斯特灵的论文合著者包括麻省理工学院、德雷珀学院和马萨诸塞大学洛厄尔分校的研究人员。
追随领导者
为了研究外骨骼对用户注意力的影响，该团队在马萨诸塞洛厄尔分校设置了一个障碍课程神经中心该机构通常通过各种物理课程测试和评估机器人。斯特灵和她的同事们修改了现有的障碍课程，包括跨坡和短墙。障碍物两端的灯光设置得断断续续。
该团队招募了12名男性受试者，并对他们进行了为期三天的训练。在第一天，他们每个人都定制了一种商用的膝关节外骨骼，并接受了使用训练。这是一种坚硬的动力膝关节支架，旨在帮助用户延长腿的长度，增加耐力，例如，在攀爬障碍物和长距离行走时。
在接下来的两天里，受试者被要求跟随一名研究人员，以中队成员的身份通过障碍。在他们完成课程的过程中，受试者执行了几个认知任务。第一项是视觉任务，在这项任务中，受试者必须在感觉到有灯亮时立即按下模拟步枪上的按钮。第二个是一双音频任务,受试者的反应与一个简单的无线电呼叫检查“罗杰,结束,以及一个更复杂的任务,他们在哪里听三位领导人报告不同数量的敌人,然后报告总数在收音机。第三个是后续任务，在这个任务中，受试者必须在导航过程中与中队长保持一定的距离。
总的来说，斯特林发现，在视觉任务中，12名佩戴动力外骨骼的受试者中，有7人的反应明显慢了很多，而且倾向于完全忽略光信号，与未佩戴该设备时的表现相比。当佩戴电动护膝时，受试者在跟随领导者时也更难保持指定的距离。
流体套装
前进，斯特林计划在各种情况下佩戴外骨骼时的反应时间的重要性。
“对于一个军人来说，如果他们察觉不到敌人超过半秒钟，那意味着什么?”这是在威胁他们的生命，还是可以?”斯特林说。“我们需要更好地理解这些在操作上相关的差异是什么。对我来说，走在人行道上半秒钟的反应时间可能不是什么大问题。但在军事环境中，这可能是一件大事。”
有趣的是，该团队确定了一些通过添加外屏幕而展开的用户，以及在视觉，音频和跟随的任务中进行的。
“在这项研究中，我们发现一些人并没有注意力缺陷。但有些人会，我们不确定为什么有些人是外骨骼的良好使用者，而有些人则有更多的困难，”Stirling说。“现在我们开始调查是什么让人们成为优秀用户，而不是熟练用户。这是由运动路径、知觉路径还是认知路径驱动的?”
斯特灵的团队正致力于更好地了解人类适应和反应外骨骼和其他可穿戴技术的方式，比如下一代宇航服。
斯特灵说:“我们正在研究系统所做的和人类所做的之间的流畅性。”“如果人类想要加速或减速，这个系统能否被设计成适当的移动，这样人类就不会与系统对抗，反之亦然?”
超越军事和空间应用，斯特林说，如果人和机器之间的连接可以制作更多的流体，需要更少的用户立即关注，然后外骨骼可能会找到更广泛的商业吸引力。
斯特灵说:“也许你想去爬那座山，或者去远足，又或者你年纪大了，想和你的孙子孙女们到处跑。”
“你如何设计外骨骼，使人们能够减少自己受伤的风险，并扩展他们的能力，他们的日常生活活动?”这些系统真的很令人兴奋。我们只是想要认识到，当你把东西带到自然环境中时，会发生不同的风险。”
这项研究得到了德雷柏的部分支持。
提交：航空+国防
