步幅與姿態如何在山徑上改變？Hypershell X 如何即時自適應？
踏上足夠陡峭的山徑，您可能會注意到攀登時自己的步伐變短了。一旦開始下坡，您的速度和落腳方式又會再次改變。背著背包走上幾個小時後，您甚至會發現自己現在的行走姿態與刚出發時截然不同。
當您做出這些調整時，體內正發生著許多變化——從關節和肌肉的工作方式改變，到長途行程中累積的疲勞影響。在 Hypershell，我們密切關注這些變化，因為它們能幫助我們理解外骨骼如何在徒步的不同階段為您提供最恰當的支援。
Hypershell X 會在您移動時對這些變化做出回應，隨著您的速度、步幅以及山徑需求的轉變即時調整助力。讓我們深入了解為什麼您的徒步姿態會發生變化，以及 Hypershell X 如何完美跟上您的節奏。
為什麼您的徒步姿態會發生變化
行走涉及髖關節、膝關節、踝關節、肌肉與神經系統之間的持續協調。在徒步山徑上，隨著腳下的坡度和路面變化，這種協調機制必須隨之調整。
發表於 PLOS ONE 的研究探討了下肢力學在上坡與下坡不同坡度下的變化。研究人員發現，各個關節的貢獻會根據坡度發生轉移。在上坡行走時，髖關節在下肢所需的正機械功率中佔據了更大的比例；而下坡行走時，大部分負機械功率則轉移到了膝關節。
對於徒步者來說，當您穿過山徑的不同路段時，這些變化會自然發生。您的雙腿在攀登時的協作方式與處理下坡時截然不同，而您的步幅和速度也會隨這些需求而改變。
攀登時您的姿態會發生什麼變化？
一旦山徑開始向上延伸，您的身體就必須產生對抗重力向上移動所需的動力。隨著斜坡變得更加陡峭，您可能會縮短步伐、放慢速度並調整姿勢，同時下肢肌肉會更加努力地工作以維持前進。
2024 年發表於《Journal of Biomechanics》的一項研究調查了負重情況下在平地、上坡和下坡路面上的行走狀況。研究人員發現，上坡行走增加了數個重要髖部肌肉的工作量，而額外的負重更進一步增加了肌肉負擔。這些發現與徒步旅行密切相關，因為攀登的體能需求往往會與您所攜帶裝備的重量疊加在一起。
這種變化的運動模式正是 Hypershell 密切考量的核心。攀登過程中的助力需要對您的實際運動做出回應，包括隨著坡度增加而產生的速度與步幅變化。
下坡途中您的姿態會再次改變
下坡會改變對您雙腿的要求。當重力帶領您向下時，您的肌肉必須控制運動，而下肢機械功率的分配也會隨著行進方向的改變而轉移。
同一項 PLOS ONE 研究發現，下坡行走將更大比例的負下肢機械功率轉移到了膝關節。在山徑上，當下坡變得更加陡峭或地形更具技術性時，您可能會注意到自己縮短了步伐、放慢了速度，或者落腳變得更加謹慎。
對我們而言，攀登與下坡之間的差異是設計徒步助力系統的重要一環。上坡時提供的支援需要在您到達頂峰並開始下坡時及時自適應，因為此時您的身體正在應對一套完全不同的需求。
疲勞會改變您的行走方式
隨著徒步的進行，您的運動姿態也會發生改變。在連續行走數小時後，疲勞會影響身體執行與清晨相同的行走動作時的表現。
2023 年發表的一項研究（發表於《Journal of Biomechanics》）探討了下肢肌肉疲勞前後的行走力學。研究人員發現，受試者在疲勞後以相同速度行走需要消耗更多能量，且不同下肢關節所做的機械功也出現了變化。這表明疲勞會同時影響行走力學與能量需求。
因此，在長途徒步中，您在接近終點時的步幅可能會與在起點時看起來和感覺上都大不相同。速度與動作的改變會成為身體應對長距離挑戰的一種方式，尤其是在路線包含反覆上坡和下坡的情況下。
您的背包增加了另一個變數
您所攜帶的物品也會影響身體負擔。背包增加了每一步都必須隨您移動的重量，將這種負重與陡峭斜坡結合時，會大幅增加下肢肌肉所需的工作量。
2024 年這項關於負重行走的研發現，攜帶額外重量增加了數個髖部肌肉的工作量，當大負重與上坡行走相結合時，需求尤為高昂。該研究使用了相當於受試者體重 40% 的負重，這比許多休閒徒步者攜帶的要重得多，但這些發現有助於展示負重與坡度如何協同影響行走力學。
對於自適應外骨骼而言，這些變數至關重要，因為戶外運動始終處於動態變化中。坡度、速度、疲勞以及您攜帶的重量，都會在路線的不同節點塑造您的運動方式。
為什麼我們專注於自適應助力
一條徒步山徑可以在很短的距離內帶您體驗數種不同的運動模式。您可能正在平坦的地面上舒適地前行，隨後為了通過崎嶇的石路而放慢速度，接著轉入陡峭的攀登，短暫停頓，最終開始漫長的下坡。
對下肢外骨骼的研究越來越多地探討了人類運動中的這些變化。PLOS ONE 研究背後的研究人員專門調查了上坡和下坡的生物力學，以指導多種運動模式外骨骼的開發。他們的發現展示了髖關節、膝關節和踝關節的貢獻如何隨坡度而變化，突顯了隨著運動條件改變而適應助力的重要性。
在 Hypershell，我們希望外骨骼能夠在穿戴者穿行於環境時對其做出響應，在整個旅程中保持助力與步態和速度的變化高度一致。
HyperIntuition 如何回應您的運動
全新 Hypershell X 系列採用我們的 HyperIntuition 運動演算法，持續解析您的運動並即時調整助力。與 HyperSense 協同工作，系統處理運動數據以識別您步態的變化，並在您加速、減速、停止、啟動或跨越變幻地形時做出回應。
在 TÜV 萊茵的測試中，最新的 HyperIntuition 系統記錄到了低至 0.31 秒的響應時間，並在崎嶇地形上實現了 97.5% 的人機同步率。這種敏捷的響應能力有助於隨著您的速度和步幅變化，保持助力與您的動作緊密同步。
對於徒步而言，這種適應性變得尤為重要，因為在整條路線中，您的運動姿態可能會重複發生改變。HyperIntuition 讓 Hypershell X 能夠在這些變化發生的瞬間做出響應。
支援攀登與下坡
上坡和下坡運動之間的差異也為 Hypershell X 在跨越不同地形時如何提供支援提供了依據。當您攀登時，外骨骼提供助力以支援向前和向上的移動，同時您的身體在對抗重力。
當山徑轉為下坡時，我們升級的下坡輔助（Descent Assist）可在您下行時提供可控的支援。全新 Hypershell X 系列還能在您的行走速度改變時進行適應。低速增強（Low-Speed Enhance）可在較慢速度下提供更強的支援，幫助系統在您於陡峭或艱險山徑路段自然放慢速度時保持敏捷響應。
結合 HyperIntuition，這些功能使助力能夠跟隨您在徒步不同階段的運動變化。隨著坡度、速度和行走方式的改變，系統會持續解析您的運動並調整其支援。
專為您真實的徒步方式而設計
徒步涉及運動姿態的持續改變。平坦地面上舒適的步幅可能會在山徑攀登時變短，隨後在下坡時變為更加克制的步伐。您攜帶的重量以及數小時累積的疲勞會在行程繼續時引入進一步的改變。
對行走生物力學的研究有助於我們更詳細地了解這些變化，而這種理解對於我們在 Hypershell 思考穿戴式助力的方式至關重要。戶外運動是動態的，我們的技術旨在隨著山徑需求的演變而保持敏捷響應。
藉由 HyperIntuition 持續解析您的運動，全新 Hypershell X 系列可以在您攀登、下坡、改變速度並沿著山徑前行時適應其助力，為您提供跟得上您徒步節奏的堅實支援。
參考文獻
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