机械专业里的另类-人体工学

机械专业是学什么的

每每被别人问到“你学的是什么专业”的时候,小编总会骄傲的回答“我学的是机械”。说的次数多了,开始问自己,学了这么多年,机械到底是一个什么样的专业。

维基百科介绍 机械是以自然科学和技术科学为基础,通过综合生产实践中的技术经验,来解决理论和实际问题的应用学科。

小编之前的理解 天上飞的,海里游的,地上跑的,凡是能动的都是机械专业的研究内容。

然而。。。随着学习内容的深入慢慢发现许多之前觉得和机械没有太多关系的领域也属于机械行业的范畴。


小编现在的研究室主要做的是人体工学,很长时间以来,自己都不知道为什么这也能算机械专业,而且人体骨骼肌肉解剖学竟然也是研究中必不可少的知识,算作医学岂不是更好更恰当?

后来,在和教授的一次闲聊中提起了自己的这个疑问,教授跟我这样解释:人体是一个多自由度运动的物体,每一个关节和骨头都有自己的速度,加速度,角加速度,每一段肢体都有自己的惯性矩,而通过计测数据可以分析出身体各关节的力和力矩,可以分析身体运动的规律。涉及到运动,力和力矩这些,不应该算作机械专业吗?


机械专业里的另类-人体工学_第1张图片

下面小编给大家具体讲讲人体工学

人体工学起源于二战前,通过选择和培训人适应于机器,满足工作的需要,二战期间开始重视人的因素,意识到让机器和程序来适应人的要求的重要性,主要运用于军事领域,二战结束后研究和应用扩展到工业与工程设计领域,如飞机,汽车和机械设计。现在,发展到把“人—机器—环境”系统看作同一的整体来研究,研究和应用扩大到医学和计算机等领域,比如残疾人士辅助工具的设计,体感游戏的开发等等。作为机械专业里最年轻的一个领域,有着不可限量的发展前景,机械的使命在于为人类的生产活动而服务,而如何处理机械和人之间的关系来满足人各种各样的需求,显得更为重要。

举个栗子


机械专业里的另类-人体工学_第2张图片
图片来自网络

上面这张是CYBERDYNE公司研发的世界首个サイボーグ型ロボットHAL。虽然叫机器人,却能像铠甲一样穿在身上。

HAL通过五步发挥作用

1、身体在运动之前,首先大脑会发出【想要走路!】的信号。这个信号通过神经被传递到特定的肌肉。

2、健康人的身体中,肌肉接受传递过来的信号,释放与动作适量的力量。

3、从大脑出发被传送到肌肉的信号,会产生微弱的生物电位信号,且从皮肤渗透出来。HAL开发的传感器通过接触皮肤科可感知这个电位信号。综合各种信息,HAL可以识别佩戴者想要进行那种动作。

4、HAL结合识别的动作,控制动力设备。从而根据佩戴者的意思辅助动作完成,甚至可能让佩戴者使出比平常更多的力量。

5、HAL在辅助佩戴者做出适当的动作后,【可以走啦!】这个感觉会被反馈给大脑。

可以说,HAL与脚部不能自由活动的人所迈出的重要的一步有不可分割的关系。

再来个栗子


机械专业里的另类-人体工学_第3张图片
图片来自网络

上边这张是HONDA研发的体重支持型步行辅助装置。

从字面上我们不难理解,这个装置可以支撑使用者的部分体重,从而减少肌肉与关节的负担。这个装置主要由薄板、框架和鞋组成。

佩戴也十分简单,只需穿上鞋子,拉起薄板就可以了。

这个装置可以用于减轻生产制造业中操作工腰部的受力,以及搬运工上下台阶时脚部的力量。

听了小编的介绍后,感兴趣的同学不妨多多关注一下这个“机械里的另类专业”

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