研究发现,当人们穿着外骨骼在执行要求他们思考自己行动的任务时,他们的大脑超时工作,他们的身体与外骨骼竞争,而不是与它们协调工作。该研究表明,外骨骼可能会给大脑带来足够的负担,从而抵消了对身体的潜在好处。
该研究的资深作者、俄亥俄州立大学脊柱研究所(Ohio State University Spine Research Institute)综合系统工程教授、主任威廉·马拉斯(William Marras)说:“这就像是和一个非常糟糕的伙伴跳舞。”“外骨骼试图预测你的动作,但进展不太顺利,所以你与外骨骼对抗,这导致你大脑的这种变化,改变肌肉的吸收——可能会对你的下背部造成更大的力量,可能导致疼痛和可能的伤害。”
在这项研究中,研究人员要求12个人(6男6女)在两段30分钟的时间内反复举起一个实心球。在其中一个环节中,参与者佩戴了外骨骼。对于另一个,他们没有。外骨骼,附在使用者的胸部和腿部,旨在帮助控制姿势和运动在提升,以保护下背部,减少伤害的可能性。
研究人员使用红外传感器来评估参与者的大脑活动,并在每次活动中测量每位参与者腰背部的受力。他们还追踪了每个参与者在每个环节中能举起实心球的次数。在单独的会话,他们要求相同的参与者执行同一task-lifting药球30分钟,在一个会话中戴着exoskeleton-but添加了一个精神的任务:他们有参与者减去13 500年和1000年之间的一个随机数每次他们解除了球。
他们发现,当参与者只是简单地举起或放下球时,外骨骼会轻微地减轻参与者下背部的负重。但是,当参与者在抬球和放球的同时进行心算时,这些好处就消失了。
马拉斯说,虽然外骨骼用户在装配线上可能不需要在脑子里做数学,但任何一种精神压力,如心理压力或他们必须遵守的指令,都可能产生同样的效果。
“当我们观察大脑中发生的事情时,大脑中对这些资源的竞争更加激烈,”Marras说。“这个人在做心算,但大脑也在试图弄清楚如何帮助身体与外骨骼互动,这打乱了大脑招募肌肉来执行任务的方式。”
研究人员发现,当这些肌肉相互竞争时,大脑的工作效率会降低,背部的压力也会增加。Marras说:“如果你是一个企业,每个外骨骼要花费数百或数千美元,很有可能外骨骼对你的员工没有任何好处。”“所有的外骨骼都不坏,但人都是杂乱的,每个人都是不同的:你必须在使用外骨骼时具备一定的智能,并对这项工作的需要有一定的理解。”
这项研究发表在杂志上应用人体工程学.
来源:俄亥俄州立大学