這套“人造肌腱”裝備，可保護你的老腰｜Science子刊
錯誤的搬重、負重深蹲姿勢從此“達咩”
豐色 發(fā)自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
年紀輕輕，腰就不好了？
你可能需要這樣一套“護甲”：
穿上它搬重物、做深蹲，好比外骨骼，能時刻幫你糾正成正確的姿勢，減輕背部脊柱的負擔，從而保護你那脆弱的老腰。
研究出自首爾國立大學，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，都可能在勞動或運動時導致腰部不適或受傷。
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腰腰帶，完全起不了真正的保護作用。
為此，研究人員轉(zhuǎn)變思維，根據(jù)人類肌肉骨骼解剖學，提出了一種人造肌腱整合到外穿裝備上。
它可以根據(jù)穿戴者的動作相應調(diào)整其在目標關(guān)節(jié)上的正確力場（force field），從而減輕運動帶來的腰部傷害。
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計了雙關(guān)節(jié)肌腱，在佩戴者的背部（淺藍色部分）、髖關(guān)節(jié)（深藍色部分）和膝關(guān)節(jié)（灰色部分）后面交叉安裝。
當穿戴者的背部和臀部彎曲時，肌腱被拉神；當膝蓋彎曲時，肌腱被釋放。
這套人造肌腱的最關(guān)鍵的點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；
當穿戴者彎腰時，隨著背部和髖關(guān)節(jié)的彎曲，上部纜繩被向上拉動，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；
然后當穿戴者以正確的腰部姿勢開始蹲下時，髖外展使下部纜繩橫向移動，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↓，達咩。
會加重負重嗎？
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有沒有加重負擔。
他們招了10名位志愿者測試穿著裝備蹲起時的代謝率(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)計學上看起來并不顯著，但確實表明，該裝備的重量和施力不會對蹲姿施加“能量懲罰”。
而正是由于它的設計，髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)兩處的橡筋在蹲下時吸收了彈性能，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擔。
可以看到，雖然有兩位參與者的脊柱負擔沒有下降，但總體而言：穿比不穿更能減輕負擔。
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中，學著它那個糾正姿勢注意一點也也好，保護老腰很重要啊！
而該裝備的應用除了健身房、工業(yè)環(huán)境，最主要的其實還是康復中心。
并且類似的設備其實并不少，比如哈佛大學就研發(fā)過一種用于病人康復的“機械短褲”，穿上它走路，代謝負荷可降低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
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