科技|能模拟人类步态的外骨骼软壳裤来了

创业   2024-08-15 15:23   上海  

Fast Company中文版独家首发

始祖鸟推出首款MO/GO™外骨骼软壳裤(视频)



外骨骼,这一科幻世界的概念,终于迎来了梦想照进现实的时刻。试穿始祖鸟这款未来风十足的外骨骼软壳裤,让人产生钢铁侠般的错觉。不过好在,这一次,普通人买得起。


脱胎于谷歌某保密项目的初创公司Skip与专业户外装备巨头始祖鸟(Arc'teryx)合作,近期推出了一款可用于户外徒步的可穿戴外骨骼。


这是美国中西部地区一个平常的夏日,气温约为32℃,空气湿度90%,利于玉米生长。在这种湿热天气下,我在当地一个公园上上下下爬了近1000级台阶,却几乎没怎么出汗。


我很想说,这是因为我身体素质好,膝盖健康,不易出汗。但实际上,我作弊了。我穿了条能将难度降低一半的“动力裤”。


图片来源:始祖鸟


这条裤子名为MO/GO™,是“岩羊(mountain goat)”的缩写。它预计将于今年晚些时候上市,定价4500美元,可能是消费者目前最容易买到的外骨骼可穿戴设备。MO/GO™由专业户外装备巨头始祖鸟联合谷歌创新实验室衍生公司Skip携手打造,以始祖鸟的软壳裤为基底,配置了可拆卸的外骨骼结构。

当然MO/GO™不是真正的自行车,它的意思是MO/GO™可以让你更加轻松地徒步和攀登。


虽然外骨骼几十年来一直是科幻小说中的概念,但随着技术的不断发展(电机、电池及AI技术等),我们如今走到了一个梦想照进现实的绝佳节点。2022年,外骨骼市场规模达20亿美元,主要集中在军事和康复领域。但到2031年,随着外骨骼产品数量增多,市场规模可能会达到230亿美元。越来越多65岁以上人口对保持活力和行动力有更高的追求,外骨骼产品将变得广受欢迎,这一点在美国尤为明显。


图片来源:始祖鸟



Skip在谷歌创新实验室的前身


Skip是从原谷歌公司(如今的Alphabet)旗下的谷歌创新实验室分离出来的一支团队。起初,考虑到近40%的65岁以上人群行动不便,Skip在实验室中专攻如何让老年人持续拥有行动力从而维持健康和独立性。2020年,该团队发明“智能裤”(Smarty Pants)柔性外骨骼系统,通过传感器和动力技术帮助人们行走。谷歌创新实验室随后与始祖鸟合作,将这一理念慢慢推向市场。


“我非常清楚,我们需要一个懂设计且拥有科技创新经验的合作伙伴,将技术转化为具备可穿性和实用性的产品……我们的团队成员大部分只懂机器人,”Skip联合创始人Kathryn Zealand表示。


随后在谷歌的日子里,团队又持续打磨,在技术上实现了大幅提升,尝试和研发了各种关节、气动、软驱动技术及算法,最终开发出只有市面产品一半重量的电机。然而好景不长,随后谷歌公司重组为Alphabet,再加上生成式AI的兴起,谷歌的搜索霸主地位面临挑战,公司内部低风险软件项目的优先级开始高于成本高昂的硬件项目。


“谷歌是孵化该项目的绝佳地点,因为我们拥有一个多学科团队,”Zealand说。“但到了某个节点之后,无法再推动项目发展,还产生了许多管理问题。”


图片来源:始祖鸟


于是,Zealand离开谷歌,和她的联合创始人兼首席设计师Anna Roumiantseva一起,招募原团队中的一半成员组建Skip,并加快与始祖鸟的合作项目进度,推出了一款可以发挥该技术部分应用潜力的商业产品,尽管它暂时还不能用于帮助那些行动最为不便的人群。


Zealand表示:“我们听到很多人难为情地说,自己不想用支架或手杖,但乐意接受登山杖等户外装备。就算我们的终极目标是帮到所有行动不便的人,但首先,我们能否先帮助那些心有余而力不足的运动爱好者呢?”

整体重7磅(相比之下,传统登山靴仅一只就重达2磅),约3千克。“我认为,MO/GO™最特别的地方是它的定价。与以往那些外表类似于钢铁侠战衣、造价高达数万美元的外骨骼不同,普通消费者也能买得起这款产品,”Roumiantseva说道。


图片来源:始祖鸟



硬件设计


MO/GO™的核心动力引擎小巧轻便,外表宛如碳纤维材质的飞镖。它位于你的胫骨、膝盖和大腿外侧,就像是你的第二条腿。单看外表,我们很难相信,它能帮助穿戴者徒步。

不过,一旦穿上全套外骨骼设备,这种魔力就更加有说服力了。要穿戴MO/GO™,你需要先在腿上各绑两个护具,用于连接腿外的外骨骼装置,而裤子就像三明治的馅料一样位于这两层之间。护具通过拉链被固定在裤腿内。不过,Skip的外骨骼设备与始祖鸟的高性能面料之间贴合紧密。即使没拉拉链,挂着电线的护具仍被稳稳固定住。从外观上来说,这些护具会像裙撑一样把裤腿撑起来。(回顾自己穿戴MO/GO™的照片时,我发现这些护具在照片中并不显眼,这让我十分惊讶。因为穿戴护具后虽说没什么不适感,但也绝非宛若无物。)


要想MO/GO™挂到裤子和护具上,并与你的大腿紧密贴合,你只需要调节从你的胫骨和大腿附近伸出的6个旋钮。得益于始祖鸟的科技面料、缓冲和收紧机制的设计,调节过程相对灵活。电池位于裤子后腰,透过裤子内部的走线,与外骨骼装置相连供电。由于当前的MO/GO™还是测试版本,电线暂时裸露在外,在上市版本中,电线都会做隐藏式设计处理。


长按开机键两秒钟,灯会变蓝,设备即启动,再按膝盖处向上或向下的按钮选择所需的助力级别即可。之后,内置的传感器配合算法,能自动识别行走、攀登或是下坡,电机便会进行对应的运转,执行助力。此外,随着时间推移,MO/GO™甚至会学习穿戴者的步态,以实现更加自然的体验。


图片来源:始祖鸟



穿着外骨骼行走的感觉


穿戴MO/GO™爬台阶与我预想的感受完全不同。虽然膝盖处有集成电机,但我实际行走时几乎注意不到它。向上爬楼梯时,似乎有一根小棍在向下推动着我的大腿。(为了提供这种推动力,MO/GO™在脚踝处也固定有外骨骼装置,迈步时感觉像有人踩到了我的脚后跟。)


走了几十级台阶后,我对这款产品的信任感增强,便开始一次跨两级台阶。我发现爬较高的台阶比矮台阶更容易。另外,大步上台阶时感受不到膝盖的承压,真是一种奇妙的体验。


下楼梯则又是另外一种感受。膝盖好似被MO/GO™固定在了合适的位置,这样当我脚着地时,它就可以吸收冲击力。我的腿就像被一个小椅子轻轻抬了起来,没有反弹感,只有支撑感。


图片来源:始祖鸟


如上所说,穿上它并非毫无察觉,我无法做到漫不经心地爬台阶。从测评视频可以看出,我的注意力十分集中。在穿戴MO/GO™的45分钟左右的时间里,我的大脑一直在适应脚步的微延迟,从来没有忘记我正穿着一副外骨骼。(爬台阶时响起的嗡嗡声,类似科幻电影中的机器,也凸显了外骨骼的存在感。即将上市的产品应尽力实现降噪。)


平地漫步的体验还有改进空间。每走一步,MO/GO™都会碰触你的膝盖,就像医生用木槌测试你的膝跳反射一样。它也许有点过于迫切,但这并没有困扰我。我唯一感到不安的是,不知何故,在爬台阶时,MO/GO™有时会想要挪动我的左腿。好在我并未因此摔倒。有人解释说,随着时间的推移,MO/GO™会与我的步态更加吻合。

“助力会来得有点早或有点晚,”Roumiantseva说,公司目前正在努力消除这些微延迟。“人们不会因此摔跤……但这会让产品的可信度变低。”


让MO/GO™更精确地提供助力,(比如强度和速度方面),是未来产品优化的难点之一。“如果你选择最强的助力级别,它会产生一股突然的推力,但人们更喜欢产品缓慢提升推力,”Roumiantseva表示。事实上,除了那些明显感受到推力的瞬间,最令人费解的是,我经常无法分辨MO/GO™到底帮了我多少。是它在移动我,还是我在移动它?


直到关掉MO/GO™,我才知道这个装置帮了我多少——相当多!外骨骼沉睡后,我的肌肉随之醒来。目前,这条可穿戴外骨骼软壳裤能够为穿戴者提供一半的力量辅助,随着Skip继续优化运动算法,产品最终面世时,还能再额外增加30%的辅助。


用实例来说话,我穿着它能够连续三次上下楼梯。出了点汗,因为天气很热。但完全没有出现上气不接下气的情况。试验结束后,我的心率也没有显著升高。以我目前的身体状态(很糟糕!)来说,这效果非常惊人。


图片来源:始祖鸟



外骨骼的未来


你可能会想,这种感觉会让人上瘾吗?穿着MO/GO™如此轻松自如,会不会让人不想再自己走路了?目前不会。当我脱下MO/GO™时,我感觉自己的身体仿佛从一辆四驱车变成了一辆跑车。当然,我的跑车可能是20世纪80年代的老古董,里面只有四缸发动机,上不了大坡。但它仍然相对灵活,且乐于移动。找回自我真好。


Skip和始祖鸟在这款产品上精益求精,并对未来充满信心。Roumiantseva表示,他们需要掌握更多运动数据,这样MO/GO™才能理解自然场景下的腿部运动轨迹。这些数据不仅来自开发人员和参与了系统训练的开发者的家人朋友,也需要来自公众。这也是Skip将在今年晚些时候推出一个公开测试版让人们体验产品的原因。


但其他人也许会觉得,这款产品很难穿戴。测评时,两位工作人员花了好几分钟才帮我穿上全套设备。徒步旅行者和登山者习惯了使用这些技术装备,而普通消费者可能还没有。


图片来源:始祖鸟


始祖鸟前沿高级概念部的Cam Stuart提到,不久的将来,他们会试着将硬件更好地集成到裤子上。也许你穿上设备后,用一个按钮或者表盘就能调节好所有护具的松紧度。此外,团队还在考虑如何将这项技术融入其他户外运动,使体验感更自然。那最有潜力的市场是?滑雪和单板滑雪。


这些运动的蹲姿相当累人,而MO/GO™能承受这种负载,并把外骨骼结构连到笨重的滑雪靴而不是腿上。


“我们觉得用外骨骼技术助力户外徒步是一个可行的目标。很多人都在做这件事,也确实会起到效果,”Stuart说。“但将这项技术应用到其他户外运动的潜力也很大。”


MO/GO™现已接受预订。毫无疑问,现在买它是在为信仰付费。Skip和始祖鸟都坦言,这款产品仍在不断优化中。

体验过这款产品后,我个人认为,它虽然很惊艳,但离消费者的期待仍有几步之遥。然而,虽然仅穿戴了外骨骼设备一个小时,我毫不怀疑,像MO/GO™这样的微型外骨骼很快会成为我们生活的重要组成部分,尤其是对行走不便者来说。我体验了近20年的前沿技术,虽然所有这些新奇小玩意儿都说,它们会让我们更有创造力、更高效、更快乐。但不会有什么承诺,会比让我们变得更强壮、更有行动力来得更诱人了。




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