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相比地球，月球環(huán)境對人類活動有著諸多約束和挑戰(zhàn)。
“宇航員的身體非常有能力，但他們可以在月球上掙扎，那里的重力是地球的六分之一，但他們的慣性仍然是一樣的。此外，穿宇航服是一個沉重的負擔，會限制他們的行動“麻省理工學院機械工程教授HarryAsada說，“我們希望為宇航員提供一種安全的方式，讓他們在跌倒時重新站起來。”
為了幫助宇航員在執(zhí)行月球任務(wù)時減輕身體負擔，同時能在遇到跌倒時迅速反應(yīng)并提供援助，麻省理工學院的HarryAsada教授和他的團隊開發(fā)了這款“SuperLimbs”機器人系統(tǒng)。其核心設(shè)計理念是為宇航員配備一對可穿戴的機器人臂，就像一雙“超級肢體”一樣，貼身協(xié)助宇航員完成各種操作。
這對機器人臂安裝在宇航員背攜的一個大型背包上，背包內(nèi)還集成了控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)和宇航員的生命維系設(shè)備。機器人臂采用多關(guān)節(jié)設(shè)計，可根據(jù)需要伸展和收縮。當宇航員在執(zhí)行任務(wù)時，這對機械臂就像人的手臂一樣，可以借力為宇航員提供支撐或協(xié)助完成某些操作。當宇航員不慎跌倒時，控制系統(tǒng)能夠準確預判并模擬人體自然恢復重心的過程，隨即指揮機器人臂有序地將宇航員扶起，幫助其恢復直立姿態(tài)。
研究人員已經(jīng)建立了一個物理原型并在健康受試者身上測試了一個初步版本，這些受試者也自愿穿著類似于宇航員宇航服的緊身衣。當志愿者試圖從坐著或躺著的姿勢站起來時，使用SuperLimbs省力得多。
根據(jù)獲得的大量數(shù)據(jù)，他們設(shè)計出一套控制算法，用于指導機器人臂在不同場景下對宇航員的扶助動作。與此同時，對于硬件設(shè)計，研究團隊還通過優(yōu)化搜索等手段，尋求在滿足工程約束條件下，能耗最小化且最大限度助力人體重心恢復的機構(gòu)形態(tài)。
據(jù)悉，團隊將在今年夏天于NASA的噴氣推進實驗室建造完整的SuperLimbs系統(tǒng)，并計劃在那里簡化設(shè)計，并使用先進的輕質(zhì)材料最大限度地減少其零件和電機的重量，將四肢與宇航員服配對，并在低重力模擬器中進行測試，目標是有朝一日協(xié)助宇航員執(zhí)行未來的月球和火星任務(wù)。
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