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有这样一项研究,受试者需要快速在跑步机上行走,跑步机上则会突然出现一块15千克重的金属,旁边的一台摄像机会完整记录受试者遇到障碍物时的所有行为。当然,特制的眼镜会防止受试者看见这块金属。当他跌倒时,安全带会在适合的位置接住他。一次跌倒远远不够,还得重复很多次。
之所以设计出这种让人讨厌的跑步机,是为了研究人们在被绊到时,如何重新找回平衡。范德堡大学的机械工程师迈克尔·戈德法布(Michael Goldfarb,这项研究的作者之一)表示,在这种情况下,通常需要跨出一大步,然后让中枢神经系统重新在稳固的脚步上找回重心。但他还说:“实际怎么做,会根据你绊到时的具体状态有所变化。”假肢使用者在被绊到时通常比普通人更难找回平衡,因此他们更容易摔倒。深入研究人们如何在被绊到时用双腿找回平衡,可以帮助研究人员设计更好的假肢。
为了尽量模拟被绊到时的真实情况,研究人员需要偷偷地把金属块放上去,不让受试者提前察觉到。在《神经康复工程学杂志》(Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation)上,戈德法布和同事详细报告了他们设计和使用的这套设备。设备还包含了一套算法,可以决定如何放置金属块,尽可能创造出不同的条件,让研究人员观察受试者在不同体态时如何应对跌倒。
在试验中,“突发”显得十分关键。伊利诺伊大学的生物力学专家马克·格拉比内(Mark Grabiner,并未参与这项研究)说,受试者一般心怀疑虑,总是提前担心自己会被绊到,这有可能影响试验的准确性。他还说,之前的试验也想出了一些方案,尽量避免类似的问题。比如,根本不告诉受试者,他们即将参与一项与跌倒有关的测试。而他认为,新设计“极大地提升了试验设备的水平”,向正确的方向迈出了一大步。
戈德法布表示,在下一阶段,他们将把跌倒试验中收集的数据应用在假肢上,尽量提高在绊倒后假肢的被动应对能力。
撰文:吉姆·戴利(Jim Daley)
翻译:杜永航
文章来源:环球科学

本文来自:环球科学
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