下坡登山傷膝蓋？Hypershell Halo 外骨骼如何提供膝部動力支撐
下坡的每一步都包含著微小的煞車動作。當您的腳步落地、身體順著斜坡向下移動時，膝蓋周圍的肌肉會幫助控制這個動作，直到您邁出下一步。在漫長的下坡路段中，這個過程可能會重複數千次。
正因如此，在討論登山步道上的支撐力時，膝蓋扮演著至關重要的角色。Hypershell Halo 直接將動力輔助帶給膝蓋，其四馬達系統中包含兩個膝部馬達，與兩個髖部馬達協同運作。
為了了解這種支撐在下坡時的意義，我們首先需要探討下坡時您的膝蓋正在經歷什麼。
下坡時您的膝蓋發生了什麼事？
當您開始下坡時，地心引力已經將您的身體推向您想去的方向，因此您的雙腿需要花費更多時間來控制這種移動，讓您穩定地從一個台階降到下一個台階。膝蓋與這個過程密切相關，它會隨著您的重心前移而彎曲，幫助您平穩地走下斜坡。
這種控制力很大一部分來自於大腿前側的股四頭肌。當膝蓋彎曲時，這些肌肉在被拉長的同時產生力量，這被稱為離心肌肉收縮（eccentric muscle contraction）。您可以將其視為煞車作用的一部分，在您降低身體重心時，讓每個下坡步伐都受到控制。
這種運動方式的改變也會影響膝蓋周圍的受力。比較下坡與平地行走的相關研究發現，在受控條件下的下坡行走中，膝關節力矩和肌肉機械功率更大。在下坡過程中，膝蓋也在吸收能量方面發揮著重要作用。
在登山步道上，坡度和地表狀況在下坡過程中會不斷變化。坡度可能會變得更陡，而岩石和鬆軟的地表則會改變您落腳的位置和方式。某些路段在您向下一步邁進時，甚至需要更大的膝關節屈曲角度。
當下坡路段綿延數公里
在長距離下坡時，股四頭肌會隨著您每次往下踩踏而不斷控制膝蓋，這通常發生在已經徒步數小時之後。較陡的斜坡需要更大的膝關節屈曲，而不平坦的地面則會改變每一步的高度和位置。
背負背包會增加與您一起向下移動的負載。步幅也會影響下肢關節周圍的受力。一項關於坡度行走的研究發現，改變步幅的影響在下坡行走時更為明顯，這意味著在較陡的路段上，控制步伐是值得注意的。
在漫長的下坡過程中，膝蓋每走一步都在重複這種煞車工作，這使得下坡時的支撐變得越來越重要。
將動力輔助帶入膝蓋
這也是 Halo 在膝蓋處配置專用馬達的原因之一。其四馬達系統結合了兩個髖部馬達和兩個膝部馬達，每對馬達負責下肢運動的不同部分。髖部馬達協助腿部擺動和向前推進，而膝部馬達則提供伸展、承重支撐和衝擊緩衝。
在下坡時，隨著膝蓋在每個步伐中的移動，這些膝部馬達可以提供支撐和下坡控制。Halo 還可以在下樓梯、著地、大步幅和跨越障礙物等動作中提供膝部支撐。
當您行走時，髖部和膝蓋自然地協同工作，因此 Halo 將它們視為同一個系統的一部分。其整合式結構建立了一條從髖部、經過大腿和膝蓋，一直延伸到小腿的連續力量傳遞路徑。這使得所有四個馬達能夠圍繞整條腿的運動進行協調。
地形也會改變雙腿在下坡時的運動方式。與平坦路段相比，岩石密佈的下坡可能需要更深的膝關節屈曲和更謹慎的腳步放置，而平坦路段又會再次改變運動模式。Halo 會根據您下肢的動作持續調整其輔助，而不需要在每次條件改變時手動切換地形模式。
四個馬達配合您的動作
Halo 使用 HyperIntuition 2.0 來協調其四個馬達，它會讀取來自 30 多個運動感測器的資訊。其混合專家（Mixture of Experts）架構可根據動作、運動階段和地形變化調用不同的專屬模型，然後協調跨越髖部和膝蓋的輔助。
HyperCore Pro 每秒可進行高達 2,500 次的輔助調整，而 HyperIntuition 2.0 則能提前約 0.2 秒預測下一個動作。這種預測來自於偵測到的下肢運動變化，讓系統能在該動作開始時提供相應的輔助。
對於膝蓋而言，這意味著支撐力與腿部其他部位的活動緊密相連。膝部馬達在每一步中與髖部馬達並肩作戰，讓 Halo 能夠以「全腿」的角度來應對下坡運動。
在長距離下坡中呵護您的膝蓋
Halo 的「主動膝關節保護（Active Knee Protection）」旨在於高要求動作（包括下坡和走下台階）中支撐膝蓋。膝部馬達可以提供伸展、支撐、下坡控制和緩衝，同時與髖部馬達作為一個整體系統協同工作。
我們也測量了 Halo 對膝蓋周圍肌肉可能產生的影響。在受控的實驗室測試中，Halo 在「站-坐-站」測試中將膝部相關肌肉的活化程度降低了高達 40%。我們使用表面肌電圖（Surface electromyography）和類似方法來比較使用和不使用 Halo 時的肌肉活化情況。實際表現可能因使用者、地形、動作、輔助設定和其他條件而異。
在下坡時，您自身的動作仍然很重要。保持步伐受控並根據坡度調整配速，有助於管理施加在膝蓋上的要求。在不平坦的地面上，由於每一步的高度和位置都會改變，謹慎地選擇落腳點變得更加重要。
登山杖也有幫助。在受控下坡條件下進行的研究發現，使用登山杖可以降低幾項膝關節負荷指標，部分原因是所涉及的一些力量可以透過登山杖和上半身轉移。
在規劃路線時，下坡路段也是值得關注的重點。漫長或陡峭的下坡會讓膝蓋持續工作數公里，這通常發生在您的雙腿已經走完當天大部分路程之後。
為下坡做好準備
一旦您登頂，膝蓋仍需面對接下來的下坡路段。當您往下走時，Halo 的兩個膝部馬達與髖部馬達協同運作，為每一步提供下坡控制和緩衝的支撐。
在髖部和膝蓋都擁有動力輔助，意味著當步道狀況改變時，支撐力能延續到腿部更多的區域。在長距離下坡時，您的膝蓋需要不斷幫助控制您的動作，而 Halo 能在您下山時持續調整其輔助。
透過四個馬達跨越髖部和膝蓋協同工作，Halo 為您的下坡和上坡提供強大的動力支撐。
* 註：本產品目前尚未於台灣地區販售，敬請期待。
參考資料
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Schwameder, H., Roithner, R., Müller, E., Niessen, W. and Raschner, C. (1999) ‘Knee joint forces during downhill walking with hiking poles’, Journal of Sports Sciences, 17(12), pp. 969–978. doi: 10.1080/026404199365362. Available at: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10622357/
