AireLevate 物流輔助外骨骼
圖1：AireLevate Logistics exosuit。（a）和（b）顯示了穿著exosuit的使用者的正面和側檢視，顯示了織物空氣調節肌肉的位置。（c）顯示了織物空氣調節肌肉如何與使用者一起彎曲以及產生的力的方向。
AireLevate Logistics 外骨骼是舒服的和有效的外骨骼旨在減少所需的努力背部肌肉能夠舉起重物，從而減少疲勞和工作相關風險肌肉骨骼損傷。 7 年支 持研發，外骨骼採用正在申請專利的織物空氣調節肌肉。這些肌肉由壓縮空氣產生對身體的支撐力用戶。這種力量隨著使用者彎曲，利用自然的身體空氣調節肌肉的特徵提供適當水平的需要援助。
只需一次壓縮空氣，空氣調節肌肉 就會被激活，200 kPa 的壓力可以為太空衣提供長 達 4 小時的動力。
材料與設計這款外骨骼服是專門為在熱帶天氣下提供最大程度的舒適性和機動性而設計的。使用網眼和技術面料來增加透氣性，同時保持耐用性。由於外骨骼主要由織物製成，因此可以使用家用洗衣機清洗，方便使用 者在兩次使用之間輕鬆清洗。
圖2：外衣中的壓縮空氣系統。（a）顯示為外衣提供動力併產生輔助力的整個壓縮空氣系統。（b）顯示空氣控制模組的詳細檢視，該模組允許用壓縮空氣啟動服。
精心設計的外型確保輕型外骨骼僅重1.75 公斤。使用符合人體工學的肩帶和襯墊肩帶確保舒適貼合並實現力傳遞的最佳效率身體。由此產生的外骨骼很容易搬進來，夠舒適長期使用，有效減少肌肉疲勞。
AireLevate 物流輔助外骨骼具有獨特特性，若無原始設計檔案，難以複製。
它主要基於織物並且容易變形，使得透過傳統方法進行逆向工程變得複雜。專有織物空氣調節肌肉的有效性也對材料特性、尺寸和組裝方法高度敏感，因為它們依賴模組之間的相互作用。經過多年的研究和分析，我們對壓縮空氣和織物的性能有了深入的了解，並具備了利用這 些 性 能 的 能 力 ， 最 終 研 發 了AireLevate 物流輔助外骨骼。
啟動套裝
圖 2(a) 顯示了為外骨骼提供動力的內部壓縮空氣系統。為了啟動織物空氣調節肌肉，將壓縮空氣源連接到進氣口，即止回閥（圖 2（b）），該閥只允許空氣進入系統，而不允許空氣離開。透過單一進氣口，約10秒內即可將身體兩側的織物空氣調整肌肉模組陣列充氣至所需壓力。整個氣動系統都整合在防護服中，使用者只能接觸到帶有入口的空氣控制器。
壓縮空氣迴路還包括壓力釋放閥作為安全裝置確保系統內的空氣不超過爆破壓力織物空氣調節肌肉模組。這模組已通過 300kPa 測試，並且超過此壓力可能會導致故障這套西裝。
圖3：織物空氣調節肌肉的工作原理。 啟動時，模組會充滿壓縮空氣（a）。 當用戶站直時，模組之間的接觸較小，因此它們之間傳遞的力會更小。 對身體產生的力很小。 當用戶彎腰（b）時，模組相互壓壓並變形，導致模組變小。 這既增加了模組內的氣壓，也增加了模組之間的力。 由此產生的對身體的力增加。 肌肉彎曲得越多，對身體的力就越大。
當使用者想要休息時，使用手動釋放閥洩放空氣。
空氣調節器的工作原理肌肉
織物空氣調節肌肉模組採用 TPU 背襯布料製成，具有耐熱性密封以創建模組。這些模組平放且相容時沒有充氣。
一旦充氣，它們就會膨脹並變成半剛性但仍然足夠柔軟由於內部壓力而變形裡面的空氣。這些模組沿同一方向並聯壓縮空氣管路，確保它們全部同時充氣，且壓力。
織物空氣調節肌肉依靠這種內部壓力和相互作用在膨脹模組之間生成一種延伸力。每個充氣模組都會對模組膜（TPU 背襯織物）產生與內部壓力成比例的反作用力。
當模組相互接觸時，它們會因其柔順性而變形。這會在模組之間形成一個接觸區域，內部壓力的反作用力會作用於該接觸區域。來自每個模組的力相互作用，導致模組被推開。它們擠壓得越多，接觸面積就越大，因此將模組推開的力就越大（圖 3）。
圖4：由空氣調節肌肉在不同角度產生扭矩，其8個模組尺寸為65毫米x55毫米，膨脹到80千帕。0°對應於完全摺疊的肌肉，180°對應於完全伸展的肌肉。
模組的變形也會減少模組內的體積，從而進一步壓縮空氣，增加內部壓力和身體感受到的力量。因此，當使用者彎曲時，肌肉也會彎曲，導致模組被壓得更緊密，並增加肌肉對身體施加的力量。這兩個因素導致產生的扭矩（身體感受到的支撐伸展的力）和彎曲角度之間存 在 非 線 性 關 係 。 (Natividad & Chen-Hua, 2019) 對這種關係進行了研究，其中將三種具有不同參數的織物空氣調節肌肉設計安裝在帶有擺動板和靜態扭矩測試儀的試驗台上，以評估肌肉在相同壓力下充氣時在不同彎曲角度產生的阻塞扭矩。圖 4 顯示了織物空氣調節肌肉陣列的代表性結果，該陣列有 8 個模組，每個模組尺寸為 65 毫米 x 55毫米。
這種力量的增加隨著彎曲角度對應於下背部肌肉在彎曲時的要求，從而確保套裝提供的輔助量能夠與使用者在操作過程中的需求相符。
該訴訟的使用已被證明減少下背部肌肉的實驗舉起物品時啟動率最高可達 55%。使用者被指示舉起穿著和不穿著套裝時的不同重量，以及下背部肌肉的活動每次試驗期間以EMG 進行測量。這可以幫助減少使用者疲勞，並允許讓工人更長時間地保持高效，還確保那這風險肌肉骨骼損傷減少。