慢性腰背疼痛非常普及，雖然既不致命也不傳染，但卻難以治療，給社會(huì)帶來(lái)極大負(fù)擔(dān)。電動(dòng)外骨骼可以為極其脆弱的腰椎提供緩沖。法國(guó)制造商Japet的產(chǎn)品不僅要保證最高品質(zhì)，還要盡可能輕便。在這方面還要依靠FAULHABER。

　　每10個(gè)病假中就有1個(gè)是因?yàn)檠程弁磳?dǎo)致的，提前退休者中有13%患有腰背疼痛。80%的人曾得過(guò)腰痛，總?cè)丝谥?0%至20%的人患有慢性腰痛。這些來(lái)自法國(guó)的數(shù)據(jù)顯示，后續(xù)費(fèi)用給經(jīng)濟(jì)和醫(yī)療體系帶來(lái)的負(fù)擔(dān)每年預(yù)計(jì)達(dá)200億歐元。所有工業(yè)化國(guó)家的情況都十分類(lèi)似。

　　對(duì)脊柱造成的不良應(yīng)力和持續(xù)超負(fù)荷是目前導(dǎo)致慢性腰痛最常見(jiàn)的原因。其實(shí)只要遵循下面這個(gè)簡(jiǎn)單的守則，就很容易避免不良應(yīng)力。抬起東西時(shí)，要屈膝而不是彎腰，同時(shí)保持上身直立。在日常生活和工作中，這個(gè)守則卻往往難以遵循。把病人扶下床，從車(chē)上搬郵包，在生產(chǎn)過(guò)程中搬運(yùn)重物，或在建筑工地使用重型便攜式機(jī)器工作，這些情況下都很難將背部應(yīng)力保持在符合人體工學(xué)的正確范圍內(nèi)。這樣，抬起的重量不可避免地壓在屈曲的脊柱上。

負(fù)杠桿效應(yīng)使問(wèn)題更加嚴(yán)重

　　這里的杠桿效應(yīng)極其負(fù)面。根據(jù)彎曲程度，一個(gè)10公斤重的包裹在下脊柱腰椎間盤(pán)上施加的力高達(dá)50公斤。盡管這些由纖維軟骨構(gòu)成的天然減震器異常堅(jiān)韌，富有彈性，但隨著時(shí)間的推移，它們會(huì)逐漸老化。如果不斷受到過(guò)大的應(yīng)力，出現(xiàn)過(guò)早的磨損，它們就會(huì)萎縮，減震效果減弱，鄰近骨組織也會(huì)發(fā)生變化，并往往會(huì)造成疼痛。椎間盤(pán)滑脫時(shí)，椎間盤(pán)破裂，髓核脫出，壓迫周?chē)纳窠?jīng)，極其疼痛。

　　“如果不能持續(xù)避免不當(dāng)應(yīng)力，就要考慮采取緩解措施，”Antoine Noel說(shuō)。2015年，這位機(jī)器人工程師與Amelie Blondeaux和Damien Bratic在里爾成立了Japet公司?！拔覀兊哪康氖情_(kāi)發(fā)一款主動(dòng)支撐腰椎的束腹。用電機(jī)動(dòng)力補(bǔ)償不良應(yīng)力，從而保護(hù)椎間盤(pán)?！?/p>

通過(guò)致動(dòng)器減緩壓力

　　他們的成果就是名為Japet.W的外骨骼。它主要由兩條皮帶組成，這兩條皮帶通過(guò)四個(gè)致動(dòng)器相互連接——身體兩側(cè)各兩個(gè)致動(dòng)器。上帶支撐背部，下帶貼靠在臀部上方。致動(dòng)器是所謂的串聯(lián)彈性致動(dòng)器 (SEA)。致動(dòng)器“感覺(jué)到”力的作用時(shí)，通過(guò)自身電機(jī)動(dòng)力來(lái)“抵抗”這些作用力。

　　最重要的元件包括一臺(tái)電機(jī)、一個(gè)絲杠和一個(gè)彈簧。打個(gè)比方，如果外骨骼穿戴者向前彎腰拿起重物，電位計(jì)會(huì)測(cè)量所施加的力。在測(cè)量信號(hào)的作用下，通過(guò)減速箱與驅(qū)動(dòng)絲杠相連接的電機(jī)開(kāi)始運(yùn)行。絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)將電機(jī)動(dòng)力傳遞給彈簧。它從下腰帶向上腰帶施壓，支撐上半身，緩解腰椎受力。穿戴者可以在外骨骼的四個(gè)緩解等級(jí)中進(jìn)行選擇。該裝置的控制器和電池集成在兩條皮帶上。

　　“臀部只會(huì)感受到外力的些許額外應(yīng)力;它們?cè)谌魏吻闆r下都能夠安然無(wú)恙地承受更大重量，”Antoine Noel解釋道?！傲硪环矫?，作用在腰椎上的力得到大大減小。最重要的是，彎腰時(shí)椎間盤(pán)上的過(guò)度應(yīng)力得到顯著降低甚至完全避免。同時(shí)，上半身的姿勢(shì)也得到改善?！?/p>

微電機(jī)舉起四輛汽車(chē)

　　Japet的創(chuàng)始人在一個(gè)展會(huì)上首次與FAULHABER相遇。當(dāng)時(shí)，他們公司還只是法國(guó)北部某家診所下屬的技術(shù)試驗(yàn)室。第一筆買(mǎi)賣(mài)還遙遙無(wú)期。在他們的第一臺(tái)試驗(yàn)設(shè)備中，三位年輕的創(chuàng)業(yè)者安裝了價(jià)格低廉噪音大的電機(jī)，控制性不佳。FAULHABER公司的專(zhuān)家們看中了年輕工程師們的想法，為他們提供了細(xì)致的咨詢(xún)和高品質(zhì)的電機(jī)原型，以滿(mǎn)足嚴(yán)苛的應(yīng)用需求。Antoine Noel強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“這對(duì)我們產(chǎn)品的量產(chǎn)意義重大?！?。

　　Japet.W外骨骼中有4臺(tái)1524...SR系列貴金屬換向有刷電機(jī)提供支撐力，緩解脊柱壓力。15A系列行星減速箱傳輸負(fù)載，減速比為52:1。當(dāng)然，由于該裝置是穿戴式，所以能節(jié)省每一克重量都很重要。每臺(tái)電機(jī)18克，驅(qū)動(dòng)裝置只占總重量的很小一部分。電機(jī)雖輕，但動(dòng)力強(qiáng)大，一個(gè)工作日下來(lái)，可以為椎間盤(pán)減輕相當(dāng)于三到四輛中型轎車(chē)的重量。

　　除了體積和動(dòng)力比，質(zhì)量和可靠性也是Japet的關(guān)鍵性標(biāo)準(zhǔn)?！巴夤趋朗墙?jīng)過(guò)認(rèn)證的醫(yī)療產(chǎn)品”，Antoine Noel解釋說(shuō)。“這里采用的是最高標(biāo)準(zhǔn)。此外，該設(shè)備必須為佩戴者長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，期間無(wú)需維護(hù)最為理想。 FAULHABER的驅(qū)動(dòng)器讓這成為可能?！?/p>

　　目前，Japet.W已上市一年多，主要用于鐵路、建筑和醫(yī)療保健等眾多行業(yè)。它的使用可以預(yù)防慢性腰背痛， 還可以為已有癥狀但希望繼續(xù)工作的人提供幫助?！耙郧肮ぷ鲿r(shí)感到腰背疼痛的佩戴者當(dāng)中，有75%的人表示 疼痛得到有效緩解，”Antoine Noel強(qiáng)調(diào)說(shuō)?！皬尼t(yī)學(xué)角度看，這是非常值得關(guān)注的，因?yàn)槁匝惩词且环N 非常頑固和難以治療的疾病。隨著法定退休年齡的提高，以及高齡員工專(zhuān)業(yè)技能的價(jià)值得到越來(lái)越大的重視， 外骨骼也就具有了相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)潛力。”