斯坦·沙尔在一次事故中帮助邻居时失去了左腿，他从没想过自己还能再次体验用两条健康的腿轻松行走的感觉。然后他又穿上了一件新的实验鞋外骨骼由犹他大学仿生工程实验室的机械工程师开发。这位74岁的犹他州盐湖城男子谈到使用这种新设备时说:“感觉就像身后有一阵大风，把我推下了马路。”
沙尔是六名下肢截肢者之一，他们测试了由犹他大学(University of Utah)机械工程助理教授托马索·伦齐(Tommaso Lenzi)领导的研究团队设计的新外骨骼。这种外骨骼包裹在佩戴者的腰和腿上，使用电池供电的电动机和嵌入式微处理器，使截肢者能够轻松行走。
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生活质量下降
膝关节以上截肢严重降低了数百万人的活动能力和生活质量，这在很大程度上是因为在手术中腿部的大部分肌肉被切除。伦齐说:“这样做的后果是，即使你有移动臀部的能力，你的行走能力也会受到严重损害。”“缺乏力量和活动范围。”
一个标准的假体截肢者的假肢不能完全复制人腿的生物力学功能。因此，膝盖以上的截肢者在行走时工作更努力，过度使用他们的残肢和完整的肢体肌肉，以弥补假肢缺乏的能量。
Lenzi的外骨骼的目标是提供额外的能量，让行走感觉再次自然。该设备的特点是一个轻便、高效的机电驱动器，连接到截肢患者的大腿上。腰部的安全带包含定制的电子系统，微控制器，和传感器运行的先进控制算法．“外骨骼的人工智能了解人如何移动，并协助人如何移动，”阿尔changeli说。驱动器可以在主挽具的右侧和左侧之间交换，以容纳任一腿。
就像电动自行车
与给漫威超级英雄钢铁侠增加力量的动力服或帮助工人提重物的其他外骨骼服不同，Lenzi的外骨骼服给使用者足够的额外力量走路。这位教授把它比作一辆电动自行车，它有一个马达，可以帮助骑自行车的人踩上坡。
研究小组进行了一项研究，让六名膝盖以上截肢的人测试他们的外骨骼，同时记录他们的代谢率。研究人员测量了患者在跑步机上行走时的氧气摄入量和二氧化碳水平。
所有测试外骨骼的人都提高了他们的代谢率，换句话说，降低了他们的能量消耗，在使用外骨骼的情况下平均降低了15.6%，Lenzi说。“这相当于卸下一个26磅重的背包。这确实是一个很大的进步。”“我们非常接近普通人在相同速度下的消费水平。根据健康水平的不同，其代谢消耗几乎与健全人无异。”
Lenzi说，另一个关键因素是这种设备的重量非常轻。车架由碳纤维材料制成，其他部分由塑料复合材料和铝构成。总的来说，外骨骼只有5.4磅重。
来源:犹他大学
