中国研究人员开发出一种新颖的可穿戴机器人，通过在人体后方增加两条机械腿，形成“半人马”式的人机混合体，在帮助搬运重物的同时显著降低行走能耗。这项成果由位于深圳的南方科技大学（Southern University of Science and Technology）团队完成，为负重行军、灾难救援等场景提供了新的辅助方案。

这款可穿戴平台的两条机器人腿与穿戴者同步行走，共同分担通常由背包承载的重量。与紧贴人体腿部、主要辅助关节运动的传统外骨骼不同，该系统通过背部的弹性接口与用户连接，作为一对独立的机械肢体运作。这种设计让机器人承担了大部分负重任务，而人类则专注于保持平衡和导航。

实验数据显示，该机器人能大幅减轻人体生理负担。当参与者背负20公斤（约44磅）重物行走时，新陈代谢能耗比无辅助时降低了约35%，足底压力减少了约52%。

弹性耦合，实现人机协同

研究团队在人与机器人之间引入了一种具有非线性刚度的弹性耦合连接。在负载较轻时，连接保持稳固，以确保协调性；当负载增加时，系统会变得更“顺从”，让机器人吸收冲击力并承担更多重量。这种职责分离使人机协作更高效：人类负责转向和平衡，机器人则完成搬运重物所需的大部分机械功。

研究人员还为机器人腿开发了运动规划与控制策略，使其能与穿戴者的行走速度和方向相协调。通过模型预测控制和轨迹规划，机器人在不同行走条件下均能保持稳定运动。

承重超一半，步态更自然

试验中，该系统在负重行走时表现出稳定的运动能力。研究团队发现，机器人腿能够支撑超过一半的负载重量，同时保持穿戴者自然的行走模式。此外，负重行走时的稳定性也有所提升，步宽变化减小，整体步态与无负重正常行走时更为接近。

研究人员认为，这类可穿戴机器人有望帮助那些需要常规搬运重型装备的工作人员。其潜在应用包括军事物流、灾难救援以及工人需在崎岖地形中搬运重物的工业运输任务。通过将垂直负载再分配与水平牵引辅助相结合，该系统既提供重量支撑，也提供向前推进力，使使用者能够携带大型负载行走更远距离而减少疲劳。

这项关于“半人马”式可穿戴机器人的研究成果已发表于《国际机器人研究杂志》（The International Journal of Robotics Research）。