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空间生理学与技术:肌肉骨骼适应、对抗措施及可穿戴系统的机遇

机器人学 2025-01-08 v2

摘要

太空对人类构成了重大挑战,导致人体产生生理适应以应对与地球截然不同的环境。需要全面了解这些生理适应,以设计有效的对抗措施来支持太空中的生命。这篇叙述性综述首先关注太空环境对肌肉骨骼系统的影响。它强调了骨骼和肌肉适应之间复杂的相互作用及其对宇航员健康的影响。尽管当前的对抗措施取得了进展,如抗阻运动和药物干预,但它们仍然只是部分有效、体积庞大且资源密集,给未来在紧凑型航天器上的任务带来了挑战。本综述提出将可穿戴传感和机器人技术作为克服这些限制的一种有前景的替代方案。可穿戴系统,如集成传感器的服装和(软体)外骨骼,可以提供实时监测、动态加载以及根据个人需求定制的运动方案。这些系统重量轻、模块化,并且能够在狭窄环境中运行,使其成为长期任务的理想选择。除了太空应用外,可穿戴技术在地面应用方面也具有巨大前景,可为老龄化人口、患有肌肉骨骼疾病的个体提供康复和辅助,并提升健康用户的身体机能。通过集成先进材料、传感器和执行器以及智能且节能的控制,这些技术可以弥补当前对抗措施的不足,同时在地球上提供更广泛的应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2404.03363,
  title  = {Space Physiology and Technology: Musculoskeletal Adaptations, Countermeasures, and Opportunities for Wearable Systems},
  author = {Shamas Ul Ebad Khan and Rejin John Varghese and Panagiotis Kassanos and Dario Farina and Etienne Burdet},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2404.03363},
  year   = {2025}
}

备注

50 pages (including references), 8 figures, 2 tables and 297 references