給手臂穿上這層「外肌」,健康人的上肢耐力也能增加 30%

語言: CN / TW / HK

在生活中自如地使用手臂完成各種操作,對於許多人來說是輕而易舉的事情。但對於上肢遭受損傷的患者,以及不少已經年邁的老人來說,這並不是輕鬆能完成的事。

為了改善因上半身遭受傷害或是力量不足而改變的生活質量,蘇黎世聯邦理工學院(ETH)的研究人員開發了一種可穿戴的紡織手臂外肌—— Myoshirt。它可作為額外的肌肉層,為行動不便的人增加上半身力量和耐力。

▲圖片來自:ETH Zürich

Myoshirt 其實是一種帶袖子的上臂背心,配有一個小盒子,裡面裝著不會直接應用在身上的技術。而是通過嵌入在織物中的感測器,用一種智慧演算法檢測佩戴者的有意動作和所需的力量。

然後,電機會縮短織物中與穿戴者肌肉平行的電纜,相當於利用一種人造肌腱支援所需的運動。這種幫助始終與使用者的動作保持一致,並且可以根據個人喜好進行定製。使用者始終處於控制的地位,並且可以隨時穿戴裝置。

▲圖片來自:ETH Zürich

有了 Myoshirt 作為外肌的支撐,上肢也就有了更多的耐力。在研究人員最近對 12 名參與者進行的研究中,首次測試了這個原型:其中 10 人沒有任何身體損傷,1 人(Michael Hagmann)患有肌肉萎縮症,1 人患有脊髓損傷。

測試結果顯示,藉助可穿戴外肌的力量,所有參與測試的人舉起手臂或物體的時間都變得更長。其中,健康受試者的耐力增加了約三分之一,肌肉萎縮症參與者的耐力增加了約 60%,而脊髓損傷的參與者甚至能夠完成三倍的鍛鍊時間。

▲圖片來自:ETH Zürich

由此可見,外肌減輕了他們的肌肉負擔,而且絕大多數參與者發現該裝置使用起來的效果很直觀。 不過,如果要將 Myoshirt 作為產品上市還需要時間。下一階段研究人員希望在實驗室外,在未來佩戴者的自然環境中對原型進行測試,並利用結果進行進一步的改進。

為了使裝置能夠在人的衣服下不顯眼且佩戴舒適,還必須將目前重 4 公斤的執行器以及控制箱進行尺寸和重量的進一步減小。研究人員希望通過專注於單一核心功能來最小化產品的尺寸,也就是能夠在舉起手臂時支撐使用者的肩膀。

▲圖片來自:ETH Zürich

ETH(蘇黎世聯邦理工學院)正在與衍生公司 MyoSwiss 合作對外肌進行改進,實際應用也很明確,讓醫院可以為需要在家鍛鍊,但無需笨拙且昂貴治療裝置的患者提供 Myoshirt。有了它,還可以讓一些日常任務變得更容易。

▲圖片來自:ETH Zürich

Myoshirt 誕生的契機,是因為患有貝特萊姆肌病(Bethlem Myopathy)的 Michael Hagmann,這種罕見的肌營養不良症讓他無法擁有充足的手臂肌肉力量。雖然醫院有許多好的治療裝置,但它們通常非常昂貴且笨重。而且,很少有技術輔助工具可以讓患者在日常生活中直接使用,或是在家裡進行鍛鍊時可以利用。

▲圖片來自:ETH Zürich

如今, Michael Hagmann 已經在 ETH 協助測試了從原型到成品的各種技術輔助工具。Myoshirt 可以自主跟隨使用者的動作,從而幫助肩部抵抗重力,也已經證明了它是一種有效的工具,可以在功能性伸手任務中直觀地輔助肩部,提高上肢殘障人士的個人獨立性。

希望隨著 Myoshirt 的研究和改進,能有更多像 Hagmann 的人可以在生活中靠自己完成更多的事情,讓生活更獨立,讓生活質量變得更高。