正如David Crookes在最新一期《the MagPi》中所解釋的那樣，這一開創性的設備在理解人們以不同的方式移動的同時，也有助于行走。

樹莓派總是有潛力為我們的步伐注入活力，但在這個項目中，它是在字面意義上這樣做的。斯坦福大學的一個研究小組設計了一種機器人外骨骼——一種旨在支撐身體的外部框架——旨在幫助行動不便的人更快地行走和跑步。它像靴子一樣穿在小腿上，具有革命性的潛力。

樹莓派用于接收傳感器數據并控制電機，從而優化穿戴者的外骨骼

根據該團隊的說法，這種性質的外骨骼雖然被證明能有效減少行走所需的能量，但往往價格昂貴。它們通常也被拴在一起，正如你可以想象的那樣，這將是限制性的。然而，斯坦福生物電子實驗室的外骨骼并不是這樣。這很大程度上要歸功于樹莓派4電腦與一系列傳感器、電機和電機驅動器相連。

外骨骼已經在室外進行了廣泛的測試，以了解人們穿上它走路的速度有多快

Patrick Slade告訴the MagPi：“我們選擇樹莓派是因為它成本低，能夠集成多個傳感器并同時運行多個代碼線程。”。“樹莓派非常好，因為我們可以用Python編寫代碼，在驗證復雜設備時，它比運行Arduino或C的典型微控制器更容易使用。”

正在積聚動力

Patrick在讀博士時曾研究過外骨骼，現在是斯坦福大學的博士后。該項目由機械工程副教授Steve Collins領導，到目前為止，該工作在廣泛的測試中表現良好。這種外骨骼的關鍵在于它是個性化的，以適應人類不同的行走方式。Steve說：“這帶來了步行速度和能源經濟性的顯著提高。”。

外骨骼的一個重要方面是它是不受約束的，并且是獨立的

多年來，該團隊一直在使用外骨骼模擬器來訓練基于機器學習的模型。它讓志愿者連接到昂貴的設備上，以便收集運動和能量消耗數據，這使得靴子能夠找到幫助個人的最佳方式。

這是一個龐大的設備，電子設備也暴露在視野，但這仍然是一個很大的進展

使用無束縛的外骨骼，穿戴者只需步行約一個小時，系統就能找出模式，然后調整并創建合適的輔助裝置。為了做到這一點，樹莓派4讀取傳感器數據，并在200Hz下進行實時控制和優化，團隊表示，在最初的15分鐘內就能感受到好處。

繼續前進

到目前為止，結果正朝著正確的方向發展。人們不僅走路快了9%，而且消耗的能量也減少了17%。研究人員表示，這一差異相當于“卸下了一個30磅重的背包”。更重要的是，它比以往任何其他外骨骼都更能改善行走。

你可以在《自然》雜志上發表的一篇科學文章中閱讀有關該項目的更多信息（https://www.nature.com/articles/s41586-022-05191-1）

正如你可以想象的那樣，這肯定會對老年人和行動能力下降的人帶來重大好處。Patrick說：“這將使人們過上更加積極、獨立和有意義的生活。”。當然，還需要更多的工作，為了將其推向市場，研究小組將尋求商業合作伙伴，但在不久的將來，外骨骼可能會與輪椅和步行機等傳統輔助設備一起工作。

審核編輯 ：李倩