在過去，外骨骼套件常常被視為笨重、昂貴且難以接觸的高科技產品。全身系統能夠承載重物或提供逼真的虛擬現實（VR）感受，通常價格高達六位數，美金的標籤使得這些設備只能服務於少數專業使用者。然而，近期一組研究團隊提出了一個名為 Kinethreads 的創新解決方案，其設計理念是利用市面上可獲得的材料及創意布料工程，打造出一款輕便的外骨骼套件。Kinethreads 的價格低於 500 美金（約 HK$ 3,900），使肌肉輔助和觸覺技術的使用變得更加普及，突破了以往的價格壁壘。
Kinethreads 的設計如同第二層肌膚，包裹住使用者的胸部、手臂和腿部。其內部有尼龍線穿過布料通道，並連接到緊湊型馬達，這些馬達如同合成肌腱一樣發揮作用。當系統啟動時，這些尼龍線會收緊並收縮，拉動潛在的肌肉以指導運動。整個系統由 Raspberry Pi 協調，透過簡單的 Python 腳本進行控制。最初的原型主要針對手臂設計，袖子覆蓋了二頭肌和前臂，尼龍線從肩膀延伸至手腕，每隻手臂由四個馬達控制，分別負責肩部彎曲、肘部動作以及旋轉和伸展。
設計者採用彈性氯丁橡膠以確保舒適性，並使用剛性塑膠導向裝置來保持尼龍線的穩定位置。使用者可以通過連接到系統的筆記本電腦上的滑動條來調整張力。隨著設計的發展，Kinethreads 也擴展至腿部，這部分需要更廣泛的支撐。大腿和小腿周圍的寬帶能夠均勻分配壓力，並減少熱點的形成。馬達轉移至腰帶包中，以提高靈活性，並由鋰聚合物電池提供長達兩小時的使用時間。這樣的配置讓使用者在行走時能夠自由活動，同時在髖部和膝部獲得穩定的支撐，對於康復訓練而言是非常有價值的輔助工具。
在 Kinethreads 的設計中，還加入了沿著尼龍線放置的振動馬達，提供額外的反饋。當肌肉收縮時，這些馬達會震動，幫助大腦預測可用的輔助力量。隨著時間的推移，使用者會逐漸減少對這些反饋的依賴，因為他們的自然控制能力隨之增強。虛擬現實硬體的成本雖然已經變得相對親民，但實際的物理反饋仍然被昂貴的系統所限制。大多數消費者的耳機僅依賴震動，當用戶試圖與虛擬物體互動時，這種震動往往會打斷沉浸感。Kinethreads 則用一種簡單且低成本的方法解決了這個問題。
該套件的重量不足五公斤，穿戴時間不到 30 秒。儘管外形小巧，它卻能提供高達 120 牛頓的力量和最高可達 200 赫茲的振動觸覺反饋。這一範圍讓使用者能夠感受到如輕物體所帶來的抵抗力，甚至強烈的爆炸震動。十個安裝在輕量化背心上的馬達生成這些力量，其中八個環繞腰部，而另外兩個則提供對身體、四肢甚至頭部的方向性拉力。通過收繞或釋放線材，該系統創造出身體所感知的重量、阻力或加速。研究人員設計 Kinethreads 時充分考慮了模組化，兩種馬達大小平衡了扭矩、成本和重量，而編碼器則確保了精確的跟蹤。
定制的印刷電路板、微控制器和基於 Unity 的軟體堆棧使得動作與反饋之間的實時協調成為可能。測試顯示，Kinethreads 能夠模擬廣泛的場景，從舉起虛擬物體到抵抗突然的衝擊。參與者反饋該套件輕便、舒適，並且在長時間使用中也能保持良好的體驗。Kinethreads 的出現，證明了高品質的觸覺反饋不再需要依賴昂貴而僵硬的外骨骼。透過巧妙的工程設計和消費級材料，沉浸式的虛擬現實體驗和康復支持終於可以接觸到更廣泛的群體。
