研究人員開發機器人關節技術 可使未來的太空服更加舒適

今天，有兩種太空服可供宇航員選擇。一種是一組美化的飛行服，旨在保護機組人員在升空和重返大氣層時免受意外減壓。另一種是用于艙外活動（EVA）的俄羅斯和美國全壓服，自20世紀80年代初以來一直沒有改變。

盡管SpaceX和波音公司已經開發了一些新的應急服，但EVA太空服技術仍然只是比阿姆斯特朗和奧爾德林在1969年首次踏上月球時穿的太空服領先一小步。

值得稱道的是，現代太空服是了不起的設備。雖然它看起來像笨重的服裝，但太空服不亞于一個形狀像人的航天器。像航天器一樣，它使穿戴者活著，并提供對真空、熱、冷和輻射的保護，有些甚至還有推進系統。在所有這些的基礎上，這套衣服還具有機動性。

惱人的是，太空服要真正做到舒適或高效，還有很長的路要走。一個原因是，太空服必須包含有足夠壓力的空氣，以維持穿著者的生命。不幸的是，這將使太空服變成一個海星形的氣球，像汽車輪胎一樣難以彎曲。為了克服這個問題，太空服的關節處是由一系列恒定體積的風箱組成的。當這些環形結構被彎曲時，空氣從一側轉移到另一側，使關節彎曲。

到目前為止還不錯，但這些關節很不舒服，它們需要努力彎曲，而且當宇航員停止用力時，它們想彈回原來的位置。德克薩斯A&M大學團隊的想法是用柔軟的機器人致動器取代這些波紋管，這些致動器做大部分的工作，使關節保持在所需的位置，并使航天服更舒適地適應。

目前，研究人員正在研究機器人膝關節的原型，并對照標準服和裸體的移動性進行建模。他們發現，這種執行器可以在火星任務中節省大量的卡路里消耗，并使宇航員在工作中減少出汗。

研究人員最終的目標是將這些軟體機器人執行器整合到一個帶有集成傳感器的自愈式全身太空服中。這種新太空服將提供額外的機械反壓（MCP）。這將使該太空服能夠在常規太空服的四分之一的氣壓下運行。這不僅會使太空服穿得更舒適，而且還會減少減壓病的危險，并減少在穿戴太空服之前預先呼吸純氧的需要。

“想象一下，穿著非常緊的Under Armour或非常緊的緊身褲，”研究生Logan Kluis說。“那種壓在你身上的壓力將取代或補充氣體壓力。因此，SmartSuit的想法是，它將同時使用機械壓力和氣體壓力。”

這項研究發表在《航空醫學與人類表現》上。