コナーウォルシュがMITの大学院生だったとき、彼は教授の外骨格プログラムのテストパイロットとして行動しました。 強力で剛性のあるデバイスは、身体とのやり取りが必要であり、ユーザーの体をデバイスの構造に順応させるため、その逆ではなく、着用と操作が困難でした。
最終的に、ウォルシュはハーバードに移り、彼自身のエクソスーツ研究を始めました。 しかし、彼は移動を支援するために柔らかく柔軟なシステムに取り組むことを強調しました。 5年間の仕事の後、彼のスーツは、歩行者が20から25パーセントより効率的に動くのを助けました。
「私たちが取っているアプローチ、および他の多くのグループも取り入れ始めています。小規模から中程度の支援を、非常に軽量で制限のないプラットフォームを通じて提供できますか？」
この装置はケーブルに基づいており、足首と股関節の2つの異なる関節の動きを補助します。 ユーザーは腰の周りにハーネスを着用し、このハーネスから各子牛の周りにブレースまでストラップが延びています。 ケーブルはかかとからふくらはぎの滑車まで走り、その後小さなモーターにつながります。 （今のところ、彼は研究を簡素化する方法として、モーターと電源を他の場所に取り付けたままにしています。）
足に取り付けられたジャイロセンサーは、データをマイクロコントローラーに送信します。マイクロコントローラーは、歩行者の歩幅を解釈し、適切なタイミングでモーターを作動させます。 モーターがケーブルを巻き取ると、かかとが引っ張られ、段差が助長されます（足底屈曲と呼ばれます）。 ウエストベルトには2つの目的があります。 それはサポートとして機能するので、ふくらはぎにそれほど圧力をかける必要はありませんが、滑車からの力がストラップを介して上向きに伝達されるため、股関節にも役立ちます。
Walshと彼の共著者は、4つの異なる電力レベルで装置を実行して、最も効率的なものを確認しました。
「この研究の主な目標は、私たちがその人に提供する支援の量を増やすことを見ることでした...その人からどのような反応が見られますか？」とウォルシュは言います。
彼らが見つけたのは、最高レベルのアシスト（体重のパーセントとして適用される力で測定され、最大75パーセント）でも、プラトーは見られませんでした。 参加者が歩行中に使用した酸素量で測定される効率は上昇し続けました。
「彼のデータが示唆しているのは、さらに支援を加えようとすると、人の燃費をどれだけ改善できるかという制限はなく、境界線がないということです」とグレッグ・サウィッキは言います。 Sawickiは、ノースカロライナ大学の生物医学工学の准教授として、歩行支援エクソスーツにも取り組んでいます。 彼のデバイスは、足首の周りに収まる小型で軽量の堅い外骨格（時には動力によって、時にはバネによって作動する）に基づいています。
「私たちの研究では、異なる結果が見つかりました。それは、多くの場合、収益が減少するということです」と彼は言います。 「一定の支援ポイントまでうまくやれば、人間の機械システムの効率は低下し始めます。」彼は、Walshの多関節アーキテクチャと、腰の動きを取り入れています。
WalshとSawickiの研究は両方とも医療分野に応用されており、脳卒中の犠牲者、多発性硬化症、またはその他の加齢に伴う怪我や病気の患者のモビリティを向上させるのに役立っています。 WalshはReWalk Roboticsと提携して、これらのアプリケーション用のシステムを開発しました。 しかし、WalshがDARPAの資金を獲得するのに役立つ2番目の重要なアプリケーションがあります。
両方の目標を追求するために、ウォルシュはテキスタイル、作動システム、およびコントローラーを改良して、このようなスーツを研究室外でより現実的にしています。 「この分野の進歩は、人間、生理学、生体力学を理解する人々、およびロボット工学と技術の側面を理解する人々とのコラボレーションによってもたらされています」と彼は言います。 これは学際的なアプローチであり、設計と人間工学だけでなく、生体力学、ソフトウェア工学、ロボット工学も特徴としています。 歩き方は少しずつ異なるため、システムは少なくとも部分的にカスタマイズ可能でなければなりません。 そして、重みがあります。
「最大の課題は作動の出力密度です」とSawicki氏は述べ、ウォルシュが行ったように、バッテリーとモーターを近くのスタンドではなく、歩行器に取り付けると効率が低下する可能性があると指摘しました。 バッテリーとモーターの技術が向上するまで、出力の増加には重量の増加が必要になりますが、これは現時点ではすべての歩行者に固有のトレードオフです。 「より強力になりたいのであれば、モーターに関してはもっと重くならないという基本的なルールがあります。」
