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          人外系统适应

          在实验室实验中,穿着旨在提高物理性能的外骨骼战士反应速度比较慢,以视觉线索。

          视频利用Lillie帕克特;写珍妮弗·丘

          工程师在耐磨,电子活性,反应迅速的下肢支具的设计迈大步,臂架,和全身套装,统称为外骨骼,研究人员在波音在线平台都提出了一个重要的问题:当这些铁人般的附肢可以功放一个人的力量,移动性和耐力,他们可能对注意力和决策有什么影响?

          这个问题还远远没有小事。外骨骼,目前正在设计和测试使用的战场,其中美国上士兵预计将进行针对性战术演习,而通常承载60至100磅的装备。外骨骼如电子自适应臀部,膝盖和腿部支架能承受士兵的负荷的显著部分,释放它们备份到移动更快,更敏捷。

          但可以佩戴这种仿生的附加组件,并调整自己的动作,带走一些需要认知任务,如察觉敌人,中继消息,或之后一中队的关注?

          答案,MIT的研究小组发现的,是肯定的 - 至少在某些情况下。在一项研究中,研究人员在2018人因工程学学会年度会议上提出,谁要么军队现役成员或参加预备役军官训练团的志愿者(ROTC)单元通过一个障碍前进,而穿着市售可用膝外骨骼和背着背包重达80磅。 12人中有7在视觉任务有慢的反应时间,当他们完成了与上比他们没有任何外骨骼外骨骼的过程。

          研究人员还发现,当士兵们被要求遵循一个领导者在一定的距离,这是难以保持一定的距离,而穿着外骨骼。

          结果,虽然初步的,建议工程师在设计用于军事和其他用途外骨骼可能要考虑设备的“认知适合” - 如何对用户的关注或决策的设备可能转移甚至在物理上协助他们多。

          “在军队外骨骼,士兵都应该是扫描环境中的敌人,确保有其他人在他们的阵容是,监测品种全的东西,说:”研究的共同作者莉娅斯特林,助理教授在波音在线平台的部门航空航天和医学研究所的工程和科学中的一员。 “你不希望他们把重点放在他们是如何因为外骨骼的步进。这就是为什么我感兴趣的是如何将这些技术的关注需要“。

          斯特灵对论文的合着作者包括波音在线平台的研究人员,布店实验室,和马萨诸塞州洛厄尔大学。

          听从领队

          调查外骨骼上的用户的关注效应,团队建立一个超越障碍训练场,在麻省大学洛厄尔 神经中枢,设施,通常测试并通过各种物理课程评估板机器人。斯特灵和她的同事修改了现有障碍物行进道路为包括交叉斜坡和短壁到步骤结束。在灯的障碍物行进道路的两端设置为开启和关闭间歇闪烁。

          球队训练的12名男性受试者在为期三天。在第一天,他们从小就使用自定义安装,市售的膝盖外骨骼 - 刚性,动力膝关节支撑设计,有助于延长用户的腿,增强抵抗力,同时攀越障碍和长距离行走。

          在随后的两天中,受试者被指示导航超越障碍训练场,而下面的研究人员冒充中队成员。当他们走过的历程作出自己的方式,对受试者进行一些认知任务。第一是视觉任务,其中受试者必须尽快为他们看到了一道光去按一个模拟步枪的按钮。第二个是对音频任务;在一个,受试者进行了回应,以一个简单的无线电呼叫检查“罗杰,超过”,并在其他更复杂的任务,他们不得不听三位领导汇报敌人的不同的数字,然后在报告总数收音机。第三个任务是后续任务以及在受试者,因为他们驾驶的过程中维持从中队长一定的距离。

          总体而言,斯特林发现,对于视觉任务中,12名受试者穿着动力外骨骼七反应显著更慢,往往会错过自己的表现没有佩戴设备时相比完全的光信号。而穿着供电膝支架,受试者也有过困难时期后的领导者时保持规定的距离。

          流体套装

          展望未来,斯特林计划进行调查的反应时间的重要性,而戴在各种情况下的外骨骼。视频上方的亮点与dephy林肯实验室合作,INC。,正在进行的工作,和美国陆军纳提克士兵研究,开发和寻求理解为什么有些用户比其他人在使用外骨骼更擅长工程中心(nsrdec)。

          “用于军事士兵,如果他们没有在半秒检测的敌人,这是什么意思?这是否把自己的生命危险,或者是还好吗?”斯特林说。 “我们需要更好地了解这些与运行相关的差异。半秒,我走在人行道上的反应时间是可能不是一个大问题。但它可能是在军事环境中的大问题“。

          有趣的是,研究小组发现谁是通过添加外骨骼,而不吓到几个用户,谁在视觉,听觉进行一样好,和后续一起工作。

          “在这项研究中,我们看到,一些人在他们的注意力没有赤字。但有些人做的,我们不知道为什么有些人好外骨骼用户和一些有更多的困难,”斯特林说。 “现在我们已经开始调查什么让人好用户与少熟练的用户。这是从运动通路,或感知途径,或认知途径驱动的?”

          斯特林的小组正在努力更好地理解人类的适应和反应外骨骼以及其它可穿戴技术,如新一代太空服的方式。

          “我们正在寻找什么样的系统是做什么的人是干什么的流畅性,”斯特林说。 “如果人类要加快或减慢,可以在这个系统被设计成适当地移动,因此人不会战斗系统,反之亦然?”

          玛西娅奥马利,莱斯大学的机械工程学教授谁没有参与这项研究,他说知道的外骨骼对认知的影响是特别重要,如果该设备在战场上使用。

          “在认知能力的下降将是极为不利,即使作战人员的身体能力增强,说:”奥马利。 “这[研究]即将接近‘现场测试’,你可以得到 - 从受控的实验室环境移开。所以,虽然在结果变异的一个很好的协议,他们流下重要的光对身体和认知性能增强的权衡“。

          超越军事和空间应用,斯特林说,如果人与机器之间的连接可以更流畅,需要的用户及时关注较少,则外骨骼可能会发现一个更广泛,商业吸引力。

          “也许你希望能够爬上那座山,或去一个较长的加息,或者你可能是年纪大,并希望与您的孙子跑来跑去,”斯特林说。 “你怎么能设计外骨骼,使人们可以减少自己受伤的风险,并延长他们的能力,他们的日常活动?这些系统都非常激烈。我们只是想认识的,当你把东西放到自然环境中发生的不同的风险。”

          这项研究由德雷珀实验室部分提供了支持。

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