一名研究参与者在跑步机上快步走,摄像机记录下他的一举一动,这时,一个 35 磅重的金属块突然出现在他的路径中。特殊的眼镜让他看不到它,他绊倒了,向前猛冲——直到被安全带抓住。一次绊倒结束,还有几十次要进行。
研究人员开发了这种危险的跑步机,以研究人们绊倒后如何重新站稳脚跟。范德堡大学机械工程师、跑步机研究的合著者迈克尔·戈德法布说,他们知道这通常意味着要迈出夸张的一步,让中枢神经系统将身体的重心重新调整到稳固的立足点之上。但戈德法布补充说,“你这样做的方式取决于你绊倒时身体的结构。”
佩戴假肢的人通常难以从绊倒中恢复,因此跌倒的几率远高于普通人群。了解人们如何用两条腿绊倒和恢复可能有助于研究人员设计更好的假肢。
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为了引发真正的绊倒,研究人员必须秘密地投放重物块。戈德法布及其同事的装置于 6 月在《神经工程与康复杂志》上进行了描述,其工作原理是它可以非常轻巧地将重物块放在跑步机上,以至于参与者在绊倒之前不会察觉到它。一种算法确定了放置物块的位置,以便研究人员可以观察受试者步态不同点的绊倒反应。
伊利诺伊大学芝加哥分校的生物力学家马克·格拉比纳说,惊喜是关键,但这类研究的参与者知道他们最终会被绊倒——这可能会混淆结果,他没有参与这项新工作。格拉比纳说,研究人员过去曾对这个问题采取过各种方法,有时甚至没有告诉参与者他们正在进行绊倒研究。他补充说,这项新研究的隐蔽设计是“对现有技术的渐进式改进”——朝着正确方向迈出了一步。
戈德法布说,在研究的下一阶段,他的团队将使用绊倒数据来为假肢在各种情况下的反射性绊倒反应进行编程。