1.2kg超轻“外骨骼腰带”问世！弯腰搬货不怕闪腰，还能续航一整天！

“哎哟，我的老腰！“——这句话已经成为现代打工人的日常感叹。据统计，2019年全球因腰伤支出的医疗费用高达3650亿美元（约合2.6万亿人民币）。无论是流水线工人、快递小哥，还是抱娃的宝妈、爱跳广场舞的大爷大妈，都难逃腰痛的折磨。

而现在，美国亚利桑那州立大学研究团队开发出一款会“自动变硬“的智能护腰装置，穿上它搬砖、带娃、做家务，腰部压力直接减半！真正的打工人福音来了。

▍传统护腰“二选一“，这款却能智能切换三档

目前市场上的护腰设备主要分两种：

✅ “钢铁侠“款：电机驱动力量足，但背着像“龟壳“
❌ “背背佳“款：轻便，但辅助力固定

这款设备首次将主动式设备的灵活性和被动式设备的便携节能性相结合，通过巧妙设计的可变刚度弹性带和折纸式软体肌肉，实现了实时智能调节：

⚡三档秒切换：

这种设计不仅实现了辅助力的精准调节（刚度分别为0.58 N/mm、0.92 N/mm和1.7 N/mm），而且具备了自主的松弛长度调整范围（0至67 mm）。这种创新使设备能够根据不同的使用场景进行快速切换，有效避免了传统设备繁琐的手动更换和调整过程。

▍黑科技揭秘：会“自己思考“的护腰是如何实现的

该设备主要由三部分组成：

1、变刚度弹性带：通过层叠阻塞（layer jamming）技术实现不同刚度模式

2、折纸式软体肌肉：负责调节松弛长度，以适应不同的使用情景

3、肌肉制动器：有效保持肌肉的收缩状态，确保设备在工作过程中稳定可靠

下方图片展示了设备穿戴效果以及不同活动时设备的刚度与松弛调节模式。例如，在下蹲动作中可选择中等刚度模式，而在弯腰时则可选择更高刚度模式。步行过程中则可选择最低刚度、最大松弛长度，减少不必要的干扰。

经过拉伸试验，设备的刚度模式与设计目标一致，提供了清晰的不同刚度区分。在人体试验环节，设备在下蹲与弯腰动作中的表现同样令人满意，设备辅助力与用户活动姿态之间具有明确的对应关系，确保了实际使用中的高效性与舒适性。

▍续航逆天：靠调节“软硬度”而非蛮力支撑，小小电池能用8小时

这款设备最令人惊艳的是其能效比。由于采用了软体设计，且通过调节刚度而非持续的电机驱动来提供支撑力，因此大大节省了能量。

即使配备一个很小的电池，也可以支持用户佩戴一整天（8小时）！这对于需要长时间工作的人群来说非常实用。加上整机仅1.2千克的轻量化设计，长时间佩戴也不会增加额外负担，同时保持了较高的舒适性，解决了传统刚性设备长期佩戴的不适感问题。

这项研究来自亚利桑那州立大学孙杰锋教授（Jiefeng Sun）的机器人驱动器及动力学实验室（https://sunrobotics.lab.asu.edu/）。研究团队表示，未来将深入研究不同模式切换对背部肌肉活动的影响，推动该技术在老年人日常辅助领域的广泛应用（防跌倒功能）。

这一新型软体混合背部支撑设备的推出，不仅为工业环境中的劳动者提供了更具适用性的解决方案，也为普通人群特别是老年人提供了更加便捷、舒适的日常支持工具。相关论文已发表，可通过以下链接查阅：

https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10883024。

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（文：机器人大讲堂）