意大利理工学院开发无动力、灵活且防水的人造足 可提高湿滑地面稳定性

盖世汽车讯 据外媒报道，意大利理工学院（IIT-Italian Institute of Technology）开发出新型SoftFoot Pro仿生足原型。这是一种无动力、灵活、防水的假脚，其设计灵感来自人体肢体的解剖结构。该设计旨在既为肢体残缺者提供灵活的技术义肢，也为未来的类人机器人提供解决方案。

（图片来源：意大利理工学院）

其中一些关键技术解决方案已获得两项国际专利，第三项专利正由欧洲专利局（European Patent Office）进行评估。SoftFoot Pro专为在不平坦的地形（包括湿滑地面）上使用而设计，义肢使用者和机器人在这些地形上通常更难保持平衡。

在由意大利卫生部与IIT合作组织的“终身预防以促进健康和积极老龄化（Life-long prevention for healthy and active ageing）”G7健康轨道技术活动期间，新原型首次向公众展示。

IIT人类合作与康复实验室软机器人研究员Manuel G. Catalano表示：“义肢和当今类人机器人的共同点是，具有扁平或低顺应性的脚。此类开发旨在充分确保稳定性，但无法适应地形轮廓、斜坡和不同位置的变化，例如跪下或弯曲。”

IIT研究团队与比萨大学（University of Pisa）的Centro E. Piaggio合作，当时的想法是在人体解剖学的启发下实现一种人工足，无论是形状还是能力。

Soft Foot Pro重约450克，可支撑高达100公斤的负载。它由钛合金（或航空级铝合金）制成的移动足弓构造组成，其未端由五条平行排列的高强度塑料链连接，以模拟人脚的足底筋膜。这些链由一条210毫米长的高性能、物理上不可伸缩的电缆纵向穿过，连接在脚后跟处。每个链的特色在于多个模块由源自汽车技术的高强度塑料制成，并通过一对弹性体相互连接。该足弓系统和弹性链构成了由人类足部跗骨、跖骨和趾骨组成的结构的人工替代物。

这种特殊的结构可以复制绞盘机制（windlass mechanism），这种机制使足底筋膜逐渐变硬，从而均匀分布行走时施加在地面上的力量。这对于使用SoftFoot Pro的人的步态十分重要，因为它有助于更有效地与障碍物协调，从而在行走过程中产生更好的前冲力，并在站立的最后阶段提高能效。同时，脚底的适应性和弹性特性有助于吸收大约10-50%的地面冲击力。

与目前市场上的刚性义肢不同，SoftFoot Pro可以改变其形状，使脚底变形并适应地形的粗糙度和各种障碍物，从而充分减少相关影响、提高步伐的自然性，并增强用户稳定性。从这个意义上讲，该原型体现了一种人工智能，可以提高系统的自主性和管理能力，与人类的感觉运动特征相协调。

由于其灵活性，SoftFoot Pro完美地再现了人类双脚的自然姿势，并且可以执行简单的日常动作，例如弯腰系鞋带、从地上捡起东西，以及改善上楼梯的体验。最后，SoftFoot Pro具有防水功能，适用于户外、草地、海滩和湿滑地形，这使用户不必切换到专门为特定活动设计的义肢。

作为与汉诺威医学院（MHH）和维也纳医科大学（MUV）国际合作的一部分，各种SoftFoot Pro原型已经由单侧下肢截肢者进行了测试。