本文經(jīng)AI新媒體量子位（公眾號ID:QbitAI）授權(quán)轉(zhuǎn)載，轉(zhuǎn)載請聯(lián)系出處。

年紀(jì)輕輕，腰就不好了？

你可能需要這樣一套“護(hù)甲”：

穿上它搬重物、做深蹲，好比外骨骼，能時(shí)刻幫你糾正成正確的姿勢，減輕背部脊柱的負(fù)擔(dān)，從而保護(hù)你那脆弱的老腰。

研究出自首爾國立大學(xué)，成果已發(fā)表在Science Robotics。

“人造肌腱”糾正你不正確的搬重姿勢

不管是老年人還是年輕人，都可能在勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)致腰部不適或受傷。

正確的姿勢可以有效減輕傷害，就比如下面這樣的下蹲是最安全的搬重方式。

而市場上早就有的那種護(hù)腰腰帶，完全起不了真正的保護(hù)作用。

為此，研究人員轉(zhuǎn)變思維，根據(jù)人類肌肉骨骼解剖學(xué)，提出了一種人造肌腱整合到外穿裝備上。

它可以根據(jù)穿戴者的動(dòng)作相應(yīng)調(diào)整其在目標(biāo)關(guān)節(jié)上的正確力場（force field），從而減輕運(yùn)動(dòng)帶來的腰部傷害。

為了讓人采用下蹲而非下腰的方式搬重，研究人員在這套裝備上設(shè)計(jì)了雙關(guān)節(jié)肌腱，在佩戴者的背部（淺藍(lán)色部分）、髖關(guān)節(jié)（深藍(lán)色部分）和膝關(guān)節(jié)（灰色部分）后面交叉安裝。

當(dāng)穿戴者的背部和臀部彎曲時(shí)，肌腱被拉神；當(dāng)膝蓋彎曲時(shí)，肌腱被釋放。

這套人造肌腱的最關(guān)鍵的點(diǎn)就是加上上圖紅色部分組成的“A”形結(jié)構(gòu)，有了它，就可以允許肌腱橫向滑動(dòng)并改變角度。

其中，狀態(tài)角（state angel）的大小會影響雙關(guān)節(jié)肌腱的阻抗：角度越大，肌腱阻抗越??；角度越小，阻抗越大。

為了減少搬重時(shí)下腰帶來的損傷，該裝備將上部纜繩固定在肩部，并將它們的路徑沿背部和髖關(guān)節(jié)向下布置；

當(dāng)穿戴者彎腰時(shí)，隨著背部和髖關(guān)節(jié)的彎曲，上部纜繩被向上拉動(dòng)，狀態(tài)角變小，阻抗就大了，從而防止過度下腰。

由于深蹲姿勢涉及膝關(guān)節(jié)的屈曲和髖關(guān)節(jié)的外展，該裝備將下部纜繩固定在腳上，并將它們垂直向上布置在膝蓋后面；

然后當(dāng)穿戴者以正確的腰部姿勢開始蹲下時(shí)，髖外展使下部纜繩橫向移動(dòng)，膝關(guān)節(jié)屈曲將它們拉長，狀態(tài)角就變大了，從而阻抗變小，驅(qū)使穿戴者正常下蹲。

簡而言之一句話：穿上它后你想下腰搬東西會被拉著不讓，只能直腰蹲下搬。

這樣↓，可。

這樣↓，達(dá)咩。

會加重負(fù)重嗎？

這套裝備重850克，研究人員專門測試了一下它在規(guī)范穿戴者正確搬重的同時(shí)有沒有加重負(fù)擔(dān)。

他們招了10名位志愿者測試穿著裝備蹲起時(shí)的代謝率(搬重10kg)，結(jié)果是有9位的都降低了：平均下降5.26±2.4%。

雖然該值在統(tǒng)計(jì)學(xué)上看起來并不顯著，但確實(shí)表明，該裝備的重量和施力不會對蹲姿施加“能量懲罰”。

而正是由于它的設(shè)計(jì)，髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)兩處的橡筋在蹲下時(shí)吸收了彈性能，助力了代謝率的降低。

另外，研究人員還使用肌肉骨骼模擬軟件分析了裝備對脊柱的負(fù)擔(dān)。

可以看到，雖然有兩位參與者的脊柱負(fù)擔(dān)沒有下降，但總體而言：穿比不穿更能減輕負(fù)擔(dān)。

綜上所述，這套裝備可以更低的消耗、成功地將穿著者自由發(fā)揮的搬重姿勢糾正為下蹲姿勢，從而起到保護(hù)腰背的作用。

雖然咱現(xiàn)在搞不來這套裝備啊，但大家在日常的鍛煉和勞動(dòng)中，學(xué)著它那個(gè)糾正姿勢注意一點(diǎn)也也好，保護(hù)老腰很重要?。?/p>

而該裝備的應(yīng)用除了健身房、工業(yè)環(huán)境，最主要的其實(shí)還是康復(fù)中心。

并且類似的設(shè)備其實(shí)并不少，比如哈佛大學(xué)就研發(fā)過一種用于病人康復(fù)的“機(jī)械短褲”，穿上它走路，代謝負(fù)荷可降低9.3%，穿上它跑步，也能跑得更快更輕松。

論文地址：

http://robotics.sciencemag.org/content/6/57/eabe1243