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許多患有膝關節炎人士,都會面對雙腳無力的困擾,有腳也無法行路。香港中文大學機械與自動化工程學系,最近成功開發了一款智能膝架,只須把它套在腳上,膝架上的智能摩打便會推動雙足,幫助膝關節有問題,導致舉步維艱人士,可以更有自信地重新站起來行路。
這款智能膝架由中大機械與自動化工程系教授廖維新研發。他說,他發明的智能膝架採用了一種用「智能液體」製成的驅動器,令操控膝架運作的摩打可以因時制宜地發出恰當力度,幫助用家更好地行路,紓減膝蓋的壓力。
利用「磁流變液」操控
廖維新解釋,智能膝架所用的「智能液體」,其實是一種會隨磁場強度變化,變成半固體或液體的「磁流變液」。他說,利用磁流變液操控的智能膝架,令摩打可以有更佳的運作,用家在腳上套上膝架後,當需要動力協助行走或上樓梯時,磁流變液會變軟,讓摩打可提供更大動力,推動用家走路或上落樓梯。
但用家處於落樓梯或落斜路等需較小動力的環境,智能膝架會增大磁場,令磁流變液變成半固體狀態,對摩打運作產生阻力,發揮如軟墊般的緩衝效果,防止摩打運轉太急增加膝關節負荷,達到保護膝蓋效果。
智能膝架內有多個傳感器,可因應使用者的肌肉活動,計算出所需的輔助動力。由於智能膝架可提升摩打的運作效率,減低不必要的浪費,故此可省回不少能源,每次充電後約可使用兩個半小時。
協助工人搬運重物
廖維新透露,原本打算將磁流變液用於為汽車或火車,減低行走時的震盪,後來因其母在交通意外中受傷致行動不便,啟發他將磁流變液應用於膝架用途上。智能膝架除適合長者或患病人士使用,亦可用來協助工人搬動重物,減低受傷風險。廖維新預期還需兩年時間,才能推出市場應用,估計到時每個售價約為一萬元。