效能更佳的義足SoftFoot Pro可複製真足的骨骼結構
想像一下,如果你的一隻腳(或雙腳)無法適應不平的行走路面,或者無法靈活地向前邁出每一步。這就是大多數義足使用者的感受,不過一種實驗性的新型義足可以改變這種狀況。
相較之下,人類的腳可以在很大程度上彎曲和伸展,使我們在不平或傾斜的地面上保持直立,並在行走時幫助我們的雙腿向前移動。 SoftFoot Pro 的設計旨在為義肢提供相同的功能。
這款原型設備由義大利技術研究所的曼努埃爾-卡塔拉諾(Manuel G. Catalano)及其同事創造,完全沒有動力,重量僅450 克(1 磅)。它可以承受佩戴者高達100 公斤(220 磅)的負荷。
近距離觀察SoftFoot Pro 的腳趾
從照片中可以看到,SoftFoot Pro 包含五條由高強度塑膠片段連接而成的平行鏈。每條鏈的前段複製趾骨,後段複製蹠骨(從每個腳趾的根部一直延伸到腳跟)。
彈性連接器用於連接每段鏈條。每條鏈條上都有一條內部鋼纜,固定在鈦合金腳跟上。
爬坡時,SoftFoot Pro 的腳趾會彎曲
五根鏈條的上方是鈦製的足弓裝置。它的一端與趾骨基部相連,另一端與腳跟相連。這兩個連接點可使趾骨和腳跟相對於足弓轉動。這種裝置的功能與人類足部的足底筋膜相同,後者是連接跟骨和腳趾根部的組織帶。
就像足底筋膜對腳部的作用一樣,足弓機制使SoftFoot Pro 在每一步結束時腳趾彎曲,從而儲存能量,然後在腳抬離地面向前邁出下一步時釋放能量。據報道,當義肢重新落地時,其靈活的設計可以吸收10% 到50% 的衝擊能量。
一名志願者在凹凸不平的路面上對SoftFoot Pro 進行測試
此外,在爬坡時,SoftFoot Pro 還能讓腳趾相對於腳部的其他部分彎曲,讓使用者保持直立,而且它還能適應不平的地形,防止使用者翻倒。該裝置還能讓使用者更輕鬆地完成跪姿或蹲姿等動作,此外,由於它不會受到水的不利影響,因此可用於各種戶外活動。
在漢諾威醫學院和維也納醫科大學進行的臨床試驗中,截肢者志願者已經對SoftFoot Pro 進行了測試。此外,蘇黎世聯邦理工學院的Anymal四足機器人和東京大學的HRP-4人形機器人也對此技術進行了測試。
您可以在下面的影片中看到SoftFoot Pro 複製人腳的動作。