Science：用外骨骼减少行走代谢值并同时产生电能

　　

有一种外骨骼可以减少行走时的代谢值，其原理不是通过添加能量或回收某个步态相位的能量并用于另一步态相位（就像其它外骨骼一样），而是通过消除迈步者摆动腿的动能，这样他们就不必过度绷紧他们的肌肉。在10名健康男性中进行测试时，它还能将提取的动能转化为可用的电能。

尽管人类有卓越的行走能力，但行走的代谢值不菲，其所需能量高于其它日常活动的能需。外骨骼和机械外衣是指设计用来配合身体肌肉骨骼系统运动的可穿戴设备，它们已被证明可通过增加或回收协助身体运动的能量而降低这一代谢值。设计诸如此类的装置一直是为了“收获”身体的机械能并将其转换为可用的电能。

然而，这些生物机械能采集器并没有为其使用者提供净代谢收益。Michael Shepertycky和同事在此介绍了一种外骨骼装置，它可以采集源自行走的机械能并将其转换为电能，它同时也可减少使用者的整体代谢能耗。Shepertycky等人的装置并非为运动增加供能而是策略性地消除了行走步态周期中膝摆动相的动能，有效地节省了身体将大腿肌肉操作为“生物制动”的代谢值，因为它们能控制并放缓腿部的外向摆动。该被取消的动能可通过用集成生成器转变为电能。

据结果披露，在10名健康男性使用者中，这种方法最多能将行走代谢值降低3.3％，同时还将每个步态周期中去掉的能量转换为0.25瓦左右。 Raziel Reimer和同事在一篇《视角》文章中更详细地讨论了这项研究的意义。

原文标题：

Removing energy with an exoskeleton reduces the metabolic cost of walking