中國的研究團隊近日開發出一款可穿戴機器人，該機器人於人類身後增加了兩條機械腿，幫助攜帶重物的同時減少行走所需的能量。這個系統有效地創造出一種人機混合體，像四足半人馬一樣移動。這款可穿戴平台由深圳南方科技大學的團隊研發，能與人類用戶同步行走，並支撐部分通常由背包攜帶的負重。
這款機器腿會與穿戴者一起移動，共同分擔重量並協助前進。與傳統的外骨骼不同，該系統作為一對獨立的機械肢體運作，通過一個彈性的介面與用戶的背部相連。這樣的設計讓機器人能夠接管大部分負重任務，同時人類仍需負責平衡和導航。測試顯示，這款機器人能顯著減少身體負擔。參與者在攜帶約 20 公斤（44.09 磅）負重時，代謝能量使用量減少了約 35%，而足部壓力則減少了約 52%，相比於不使用輔助的行走方式。
這款設計與大多數可穿戴機器人採取了不同的方式。傳統的外骨骼平行於使用者的腿部，主要協助關節運動。半人馬風格的機器人則形成了一種混合步態系統，機械腿提供推進力和重量支持。研究團隊引入了一種具有非線性剛度的彈性耦合裝置，連接人類和機器人。在較輕的負載下，這個連接保持穩固，幫助維持協調；當負載增加時，系統則變得更為柔性，讓機器人能吸收力量，承擔更多的負擔。
這種責任的分離使人類和機器人能更有效地協同工作。人類專注於駕駛和保持平衡，而機器人則執行大部分運輸重物所需的機械工作。團隊還開發了運動規劃和控制策略，使機器腿能與使用者的行走速度和方向協調。機器人使用模型預測控制和軌跡規劃，以保持在不同行走條件下的穩定運動。
在試驗中，該系統在攜帶重物時表現出穩定的運動。研究人員發現，這些機器腿可以在保持自然行走模式的同時，支撐超過一半的負重。該平台還有助於在負重行走時提高穩定性，步幅變化減少，行走模式與正常行走保持相似。研究人員相信，這類可穿戴機器人能夠幫助那些經常攜帶重型設備的工人，潛在應用包括軍事物流、災難救援行動以及工業運輸任務，特別是在工人必須在不平坦地形上移動重物時。
通過結合垂直負載重分配與水平牽引輔助，該系統同時提供重量支持和前進推進力，讓使用者在攜帶大型負載時能以較低的疲勞度行走更長距離。描述這款可穿戴半人馬機器人的研究已發表在《國際機器人研究期刊》上。
