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| 本文作者： 谭成好 | 2015-03-18 10:20 |
站久以后脚感到太累？你可能需要一个仿生的外骨骼。爬楼梯有困难？你恐怕可以试一试仿生动力学长裤。乍一听“仿生”这个词充满了科幻感，但事实上，将工程学与生物机器技术相结合的仿生系统，正逐渐变为现实。
要开发出能广泛适用的仿生设备，最大的挑战在于人们使用的情形太复杂，并且人们的身体状况和身体表现也各有不同。因此到现在，还没有一款万能适用的产品。所以，未来仿生学的关键在于适应性，得让仿生设备适用于个体和他所处的环境。
要做到这一点，仿生学需要将三项重要的技术结合起来：传感、计算和驱动。
传感这一部分，人们可以使用感应器来直接记录大脑、神经和肌肉活动，使用佩戴在身体上的设备，如加速计，来间接测量手指的运动。
在测量之后，电脑将这些信息与人类活动模型相结合，计算出具体使用者的个体运动信息，然后预计人们接下来想要做的事情。
最后，电脑系统使用这些预计的情况，把能量分散在不同的动力驱动器上。这种驱动力可以让机器提供必要的支撑力，并且不断适应我们身体和坏境的改变。
而柔软的机器人技术会比传统的硬型技术更自然。
现在大多数仿生协助设备都是由坚硬的材料构成，如金属和塑料，它们的移动也由传统的马达和变速箱控制。这些技术组合在一起很有效，但是他们的坚硬度恰恰是其最大的缺点。在自然界中，柔软的组成，如肌肉和骨骼占了大多数，并且人们发现，用柔软的材料来支撑手臂或者坐在柔软的沙发上要更舒服。
新型的柔性机器人技术能克服上面所提到的传统仿生设备的缺点。如同其名字一样，这些新型的系统引用了柔顺的材料，可以自然地与人类身体活动相配合。它们由弹性塑料、橡胶和胶体组成，在电力的驱动下模拟弯曲、拉伸等人类运动。
这些智能材料可以模仿生物体肌肉的收缩，通常被称为“人工肌肉”。因为有众多优点，我们可以创造出新的适应性设备，如智能仿生裤来协助人类运动和康复。
英国工程物理研究协会近期宣布，他们将投入530万英镑用于开发下一代的可适应性仿生设备，其中就包括开发柔性智能长裤，以帮助残疾人和老人保持独立的运动能力。
通过与利兹大学、诺丁汉大学等研究机构合作，开发智能仿生长裤的目标之一就是要证明全自动智能服装的可行性。这些智能长裤将可以监测出穿着者的意图，在他们有需求时给予自动化的力量支持。例如，帮助人们从椅子上起身或者是爬楼梯。
当然，这并不仅仅是一个科技应用，这些柔软的机器服装还得易于穿着，并且做到卫生、舒适和有型。而要做到这些，在开发过程中还需要目标用户和健康专家们的合作。
未来的智能长裤可能将和人们的身体更加紧密接触，通过在皮肤下植入感应器，它能够直接检测神经信号，而更加精确的使用者意图的信息也可以测量出来，这将使得设备与穿戴者间的关系更加自然。
近期的一项实验已经展示出了这种产品的潜力，有3名手部严重受伤的病人在截肢后移植了用神经信号控制的假手，之后他们得以完成日常生活中必备的一些动作。这条消息似乎将打开一个新的纪元，在将来，可穿戴的仿生设备将与人的身体更加和谐相处，它们将被用来协助人们的运动和康复。
Via popsci
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