为腰部护航：准被动式背部支撑外骨骼的仿生智慧与可变助力技术 | MDPI Biomimetics

在工业制造和物流搬运中，频繁弯腰抬举重物易导致腰部损伤。来自韩国中央大学与加拿大拉瓦尔大学的研究团队在Biomimetics期刊发表文章，提出了一款名为AeBS的准被动式背部支撑外骨骼。该设备模仿人体髋关节多轴球窝结构，通过设置相交于同一点的髋屈曲轴与外展轴，使外骨骼能顺应人体自然运动，并采用脊柱避让连杆避免碰撞。同时，其改进型CVGC-II可变重力补偿模块通过微型电机驱动丝杠改变杠杆支点位置，连续调节输出助力矩（1.23 Nm至7.04 Nm），覆盖髋关节135°屈曲行程，全程不影响活动范围，调节功耗仅1 W。台架测试显示，传递扭矩与原始扭矩的均方根误差仅为0.51 Nm与0.17 Nm。七名受试者穿戴后问卷调查中，“抬举时感到舒适”得4.16分，“能清晰感受到助力”得4.26分。该外骨骼融合仿生关节与准被动可变助力技术，在无持续能耗下实现智能辅助，避免了主动外骨骼的高能耗和被动外骨骼助力不可调的局限。未来将优化内部摩擦并开展更大规模生理评估。