科学家研发智能裤装 可支撑老年人独立*行动
据英国广播公司报道，张克帆·罗斯特自豪地展示了他的新裤子。它色彩丰富，适合跑步，但更值得注意的是，它不仅是一个著名的莱卡产品，也是一个软机器人。罗斯特说:“我们都会变老，我们的行动能力也会下降。我们想做的是给人们一些额外的帮助，尽可能长时间地保持他们的独立性。”
许多英国研究人员认为，这一未来愿景可能取决于可穿戴式软机器人。为此，他们开发了机器人肌肉和可充气的塑料泡泡，可以支撑腿从坐姿到站立姿势。将这项技术应用到裤子上可能还需要10年的时间，但它将增强我们在最需要的时候站立和行走的能力。
谁能穿漂亮的裤子？
布里斯托尔大学的罗斯特教授解释道:“英国大约有1000万残疾人。这包括患有功能性残疾的人以及老年时行动不便的人。”到2046年，65岁及以上人口的比例可能会增加到总人口的近四分之一。英国约有120万人患有中风，其中许多人在移动时需要帮助。人们经历的问题可能包括走路、坐着和站着，以及其他日常任务，如穿衣。
社会服务将面临越来越大的压力，需要提供更多的护理人员和职业治疗。这启发了罗斯特，他开发了机器人解决方案来改进传统的手杖、轮椅或电动滑板车，使用了EPSRC资助的200万英镑。在本周于赫尔举行的英国科学节上，研究人员展示了他们首次使用的技术和服装。
罗斯特教授说:“我们的目标之一是以人造的形式复制人体肌肉，这样它们就可以被缝进裤子里，从而提供能够帮助人们运动的力量裤。”
智能裤子涉及什么技术？
罗斯特教授与英国各地的科学家合作，将纳米粒子科学、功能性3D打印、智能材料开发和人工肌肉技术结合起来。他说:“软机器人可以制造出与传统机器人完全不同的复杂材料和结构。我们研究过许多生物，它们的运动非常复杂，它们的感知和控制能力非常强，就像章鱼一样，它们可以弯曲和扭曲成一个狭窄的空间。我们可以将其中一些能力植入人造肌肉，然后植入衣服。”
在科学节上，罗斯特教授的团队展示了人造肌肉。在外人看来，它们就像是由透明塑料(感觉像塑料袋)制成的可以充气的鸡尾酒香肠串。一旦膨胀，整个结构会像肌肉一样收缩，鸡尾酒香肠会变得像珠子一样。人造肌肉可以产生相当大的力量，布里斯托尔大学的研究人员已经证明，它们可以从坐姿支撑机器人腿的站立姿势。
人造肌肉就像由透明塑料制成的长鸡尾酒香肠。
另一个展示展示了几个可充气的长塑料香肠袖口排列在膝盖周围。一旦膨胀，它会变得更硬，对膝盖更有支撑力。罗斯特教授解释道:“这意味着你可以站得更舒服。”
然而，在日常生活中使用它们可能会产生很多噪音。研究小组表示，他们的愿景是使用电活性聚合物，这是一种需要电力的材料。罗斯特教授说:“这个设计非常好，因为你有手机电池和锂聚合物电池，可以放在你的口袋里。有了这些，你就会有可以通电的材料，它们会像肌肉一样收缩。”他们当然会保持沉默。
一旦嵌入裤子，就可以使用嵌入式控制系统，而电活性聚合物本身会产生电信号。罗西特解释道:“所以我们有能力通过同样的物质来衡量一个人的行为，同样的物质也会将能量传递给这个人。这些材料将作为传感器和计算器，然后将能量传送到正确的地方。”
这项技术可能提供延长老年人独立生活的潜力，但潜在的负面影响可能会使人们放弃使用肌肉，然后变得越来越虚弱。但是作为一种康复设备，它将发挥巨大的作用。罗西特解释道:“那些更弱的人会变得更强。使用这种设备/裤子(运动裤)会让他们的腿和膝盖更强壮。”
毫无疑问，核心技术正在快速发展，研究人员正在将其付诸实施。然而，这些裤子仍然只是五颜六色的绑腿，至少现在是这样。
坚持时尚风格
研究人员还设计了一种气动腰带，一按下按钮，腰带就会松开并掉落到地板上。虽然这些演示只是喜剧效果，但它们有真正的实际潜力。罗斯特教授说:“功能性尿失禁患者不能及时上厕所，最终只能使用护垫。这对他们的生活方式是一个可怕的改变，我们正努力避免这种改变。”
机器人内衣也需要清洗。还有风格的问题。例如，79岁的人是否愿意花时间选择彩色莱卡裤是有争议的。所以它们看起来一定很好，但是谁的品味更好呢？这可能意味着紧身衣或其他宽松的内衣需要与这项技术一起开发。
它会很快投入使用吗？
罗西特教授说:“我们在思考:如果我们相对健康，随着年龄的增长，我们会变成什么样的人？医疗服务机构非常喜欢我们的发明。他们已经意识到，如果他们想与人体互动，最好有柔软的东西，而不是可怕的坚硬的外骨骼。”
该团队下一阶段的工作将包括与临床医生、慈善机构和假肢设备公司的合作。罗斯特教授预测，如果优秀的设计和制造公司参与进来，智能裤子可能会在10年内上市。但正如罗斯特解释的那样:“它们可能是智能护膝、智能脚踝套或智能裤子。因此，我认为在几年内，简单易用的产品将会相对较快地出现。”
但是首先，这些研究者仍然有许多问题需要解决。例如，如何在不变得太重的情况下在裤子里储存足够的能量，以及如何长期储存能量。正如罗斯特教授指出的:“你不想去山顶，突然发现自己无法从另一边下来。”