太空人肌肉保護新利器！輕量化布料外骨骼對抗微重力問題

記者林育如／編譯

太空人在長期太空任務中會流失大量肌肉，即便每天花2到3小時運動，也難以完全避免低重力帶來的健康問題。英國布里斯托大學（University of Bristol）軟體機器人實驗室的Emanuele Pulvirenti及其團隊近期發表研究，提出一款全新布料式外骨骼，可能在不影響活動自由的情況下，改善太空人肌肉與骨骼流失問題。

目前太空人為防止肌肉萎縮，需要使用如先進阻力運動設備（Advanced Resistive Exercise Device, ARED）或T2（COLBERT）跑步機等器材進行日常訓練，但效果仍有限。大型外骨骼雖然能提供額外支撐，但通常笨重且穿戴不舒適，難以在太空任務中長時間使用。

Pulvirenti團隊開發的R-HEXSuit外骨骼僅重1.4公斤，可穿在衣物內，結合布料與氣壓人工肌肉（Bubble Artificial Muscles, BAMs），能提供肌力輔助或阻力訓練，模擬地球上的日常肌肉負荷。BAMs重量輕、成本低，且能承受超過自身1000倍的負荷。外骨骼設計貼心，包含腰帶與膝部帶子，可適應不同動作需求。Pulvirenti甚至在研發過程中獲得祖母的手工縫製協助。

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為測試輔助模式，研究團隊前往位於澳洲南部的Exterres CRATER月球模擬設施，將外骨骼整合到太空服中，觀察受試者在不同月球地形下搬運物品與移動的生物力學表現。先前阻力模式測試則在義大利米蘭大學（University of Milan）LOOP（Locomotion on Other Planets）設施進行，受試者透過垂直懸吊系統模擬月球重力，並使用跑步機進行行走，結果顯示穿戴外骨骼後步行能量消耗接近地球水平，有助於減少微重力下肌肉與骨質流失。

目前R-HEXSuit仍未投入太空實際使用，但其輕量化、可穿戴的設計在眾多外骨骼方案中脫穎而出。唯一挑戰是舒適度，使用者對膝部帶子摩擦小腿的反饋為3.1分（滿分5分），研發團隊計畫在下一代改善設計。此外，阻力與輔助模式尚無法自由切換，但未來有望增加此功能。

專家認為，若能解決舒適度問題並加入模式切換，R-HEXSuit極有可能成為太空人長期任務的新選擇，幫助太空人維持肌肉健康，真正實現低重力環境下的運動與訓練革命。

資料來源：Universe Today、EurekAlert