北京大学发文称,该校工学院先进制造与机器人系王启宁教授课题组在智能动力下肢假肢方面取得重要突破——研发出全球首款软体膝关节假肢。目前,膝关节假肢都是刚性假肢,采用高密度的金属材料制成,体积、重量,且刚性框架的缓冲性能都十分有限,很难兼顾功能性和舒适性。 而北京大学本研究首次提出了基于折纸的仿生软体膝关节假肢,主体由热塑性聚氨酯3D打印制成,膝关节单元重量仅有300g,假肢高度仅为15cm。 团队还从马尾草吸取灵感,模仿其抗弯折的机制,提高了假肢软体结构的承重能力。 实验发现,软体假肢面对不同方向的外部冲击,都比刚性假肢具有更强的缓冲能力,可多吸收11.5%至17.3%的冲击力。 所提出的软体膝关节假肢可以在较低的预充气压下承载超过75kg的重量(其自重的250倍),并能主动输出超过25Nm的伸膝力矩。 实验结果表明,穿戴该软体膝关节假肢,残疾人不仅更省力,受到的冲击也更小,主观上也认为行走时的舒适度更高。