Page 155 - 高校体育教育发展与管理创新

第五章 人工智能在体育教育领域的应用研究

器、传感器（地板反应力传感器、表面肌电传感器、角度传感器）、执行机构等
组成，总重约 17kg，设备较重，动力传动采用电机—减速器—外骨骼机构的方法。
能够根据人体的动作意愿自动调整装置的助力大小。市场规划：将主要面向高龄
护理、残疾人辅助、消防及警察等危险作业的用途，并且加强运动娱乐用途市场

的开发力度，将针对各种用途进行 HAL 的设计生产。
以色列：“外骨骼”助力装置 ReWalk 埃尔格医学技术公司研发的“ReWalk”
用一副拐杖帮助维持身体平衡，由电动腿部支架、身体感应器和一个背包组成，
背包内有一个计算机控制盒以及可再充电的蓄电池。使用者可以用遥控腰带选定

某种设置，如站、坐、走、爬等，然后向前倾，激活身体感应器，使机械腿处于
运动之中。主要用来帮助瘫痪者恢复行走能力。动力传动采用电机—减速器—外
骨骼机构的方法，运动模式主要是装置带动人体动作，装置的助力大小由控制系
统设定，不能跟随人的动作意愿而随时改变。市场规划主要是针对下肢瘫痪的顾

客进行产品开发。
（二）软体机器人
软体机器人是一种新型柔软机器人，能够适应各种非结构化环境，与人类的
交互也更安全。机器人本体利用柔软材料制作，一般认为是杨氏模量低于人类肌

肉的材料；区别于传统机器人电机驱动，软体机器人的驱动方式主要取决于所使
用的智能材料；一般有介电弹性体（DE）、离子聚合物金属复合材料（IPMC）、
形状记忆合金（SMA）、形状记忆聚合物（SMP）等，从相应的物理量暂时分
为如下几类：电场、压力、磁场、化学反应、光、温度。

1. 原理
制造软体机器人使用的是怀特赛德斯团队发明的软光刻技术。其生产过程
是：借助电子元件让光照射模具的表面，致使覆盖在图案上一层薄薄的高分子膜
曝光，以此溶解没有图案的区域。怀特赛德斯说：“这是一个非常成功的技术，

它具有很高的分辨率，相当小巧，但在批量化生产之前成本比较昂贵。”
软光刻技术是以柔软聚合物模具为载体，这是一个相对比较简单的制造过程。
怀特赛德斯说：“我们可以使用平整的表面进行投射或输出，也可以封住凹面以
形成通道。”借助微流体技术作用于通道，从注入空气到产生运动，怀特赛德斯

团队的设计概念得到提升：“考虑到通道的结构和空气泵，这意味着它的弯曲可
以成为软体机器人的一个特性。”

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