“外骨骼”一词几乎已成为硬壳战甲的代名词，它能赋予穿着者超乎常人的能力——飞檐走壁、举起数吨重物，甚至让瘫痪者行走——这都归功于其令人惊叹的机器人技术。然而，在最近发表于《机器人学》（Science Robotics）上的一项研究中，一些外骨骼研究人员正采取一种更为柔和的方法。这些装置与高科技健身服的相似度远高于科幻电影中的机器人战甲，并且它们有可能帮助改善人类的行动能力。
为了探究氨纶外骨骼是否能为使用者提供助力，研究人员让七名受试者穿上了这种他们称之为“功能性服装”的精美健身服。
“这些是纺织部件，使我们能够舒适且牢固地固定住穿着者，并将部件连接到人体上，”该研究的作者、哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院的研究员康纳·沃尔什（Conor Walsh）说道。
研究人员将这些织物部件连接到脚踝和小腿，以施加力并辅助跖屈（脚踝弯曲），并将它们连接到臀部以帮助屈髋。一旦固定住身体，他们就连接了一条连接到皮带轮电机的电缆。该电缆跨过踝关节延伸至小腿后部，并“注入”能量到踝关节，从而增强步行者的自然步态。
“本质上，我们正试图利用我们在服装领域的进步，创造一种人造肌肉，与下方的生物肌肉协同工作，”沃尔什说。这款外骨骼与生物肌肉协同工作，从而节省了身体的能量。
为了测试该系统，穿着外骨骼的受试者在跑步机上行走，研究人员测量了他们的代谢输出——即身体消耗了多少卡路里。一个有效的系统意味着穿着者在开启外骨骼后消耗的卡路里比关闭时少。果不其然：在受到该外骨骼的辅助时，受试者消耗的能量减少了23%，这是有线外骨骼迄今为止表现出的最大提升。
这可能听起来不是一个惊艳的结果。但从本质上讲，外骨骼能使身体更高效地移动。以钢铁侠托尼·斯塔克（Tony Stark）所穿的，也许是最著名的虚构外骨骼为例。它可能拥有喷气推进和激光，但当钢铁侠击打某人时，外骨骼只是放大了托尼的能量。如果让一个9岁的孩子穿上钢铁侠的战甲，他会是一个非常强壮的9岁孩子——但不会像一个穿着同样装置的成年人托尼那样强壮。
长期以来，人们一直认为改造人体是不可能的。当人体的功能正常时，其效率是惊人的。数千年的进化已经优化了我们的行走节奏、步长，甚至是我们用于节省身体能量的摆动模式。但是，像影响一个人步态的脑瘫和帕金森病等疾病，部分原因在于它们会使人消耗多达70%的能量。硬质外骨骼可以帮助他们更好地行走——但会付出能量的代价。你必须足够强壮才能承受钢铁侠战甲的重量。这就是为什么像新研究中的软性选择如此有前景的原因。
“生活质量的一个重要部分是活动，”北卡罗来纳大学教堂山分校的外骨骼研究员格雷格·萨维奇（Greg Sawicki）说，他没有参与这项研究。“对于残疾人，以及像婴儿潮一代这样自然衰老的人来说，这类设备将为他们提供一些额外的助力。”
萨维奇和沃尔什都警告说，这项研究仍处于早期阶段。
“至少还要十年，更可能是十五年，我们才能看到人们去REI（一家户外用品零售商）购买它们用于休闲，”萨维奇说，尽管临床使用的时限可能更短。
但这种基础科学研究可以为未来更好的外骨骼设计提供信息。
“这项研究有助于我们理解系统提供的功能与个人获得的益处之间的关系和权衡，”沃尔什说。
