提到“机器人外骨骼（robotic exosuit）”，人们往往会联想到金属、坚硬且带有铰链的装置——比如钢铁侠的战衣，或是其他在电影、电子游戏甚至红毯上出现的类似装备。然而，美国圣母大学（University of Notre Dame）的研究人员正在努力证明，在现实世界的许多应用中，探索机器人技术“柔软”的一面具有重要价值。

图片来源：University of Notre Dame

据外媒报道，美国圣母大学Margaret Coad的实验室最近在期刊《IEEE Transactions on Medical Robotics and Bionics》上发表了一篇关于软质机器人外骨骼的论文，这种外骨骼是专为手腕设计的。

Coad解释道：“软质外骨骼有助于解决许多工程难题。外骨骼设计的一个关键问题是如何避免身体与设备之间的错位。软质外骨骼比硬质外骨骼更容易解决这个问题。我们的设计展示了软致动器（而非传统电机）是如何实现非常轻便舒适的可穿戴设备的。”

Coad是航空航天与机械工程系的助理教授，她与博士生Katalin Schäffer共同开发了这一设计。两人的原型采用了四个柔软的致动器，分别位于手腕的前方、后方和两侧。

这些致动器充气后，外型类似于用来扭成动物形状的模型气球。不过，Coad的致动器并非橡胶制成，而是由一种极其坚固、编织复杂且密不透风的尼龙织物制成的。每个致动器从前臂的安装点一直延伸到手指下方的手部。

通过精确控制的充气和放气，柔软的致动器像肌肉一样收紧和放松。当每个致动器充满空气（弯曲）时，会将手腕向其方向拉伸。当它放气（放松）时，就会让手腕移开。一个定制设计的软件程序会协调各致动器之间的平衡，使手腕在各方向移动时都能得到全方位的支撑。

Coad指出，除了避免重量、刚度和关节错位带来的不适外，软质外骨骼还有一个额外的好处：成本低廉。现有的上肢外骨骼价格高达数万美元，而这种外骨骼衣的可穿戴部分除去板外组件和为其提供动力的压缩空气源，材料成本仅为134美元。

Coad表示：“这种肌肉不仅轻便、耐用和可折叠，还能施加惊人的力量，对输入做出快速反应。我们现在仍在探索这项技术带来的所有应用和好处。”