在穿戴式助行機器人領域，一項突破性研究成果引發關注。南方科技大學一支科研團隊針對傳統外骨骼機器人存在的不足，創新研發出穿戴式半人馬負重助行機器人，為解決負重行走難題提供了全新思路。

負重行走在軍事活動、應急救援以及日常生活中十分常見，然而高強度負重行走會帶來諸多問題。它不僅會使人體代謝急劇上升，導致作業效率下降，還極易引發肌肉骨骼損傷等健康風險。目前，以穿戴式外骨骼為主的機器人，助力方向與人體行進方向夾角較大，助力效率較低。與背包負重方式相比，人體新陳代謝率僅能降低約10%，難以滿足實際需求。

該科研團隊從自然界四足動物負重形態中獲取靈感，提出了一種全新的人機協作模式。他們摒棄了機器人與人腿剛性并聯的傳統設計，讓機器人作為獨立肢體，通過穿戴式彈性耦合接口與人背部連接。這種構型構建了“人類智能領航 + 機器人力量負重”的人機混合四足系統，既保留了人類在復雜環境下的導航決策能力，又能讓機器人分擔重量并高效提供行進方向推力。

為攻克人機之間復雜的動力學耦合難題，團隊設計了基于菱形連桿與拮抗彈簧的“軟化彈性耦合機構”。此機構具有非線性剛度特性，在作用力小時剛度大、響應快，在作用力大時剛度小、緩沖強。這種特性實現了人機動力學的動態解耦，使機器人能夠像獨立個體一樣穩定控制，同時通過接口精準輸出助力。

結合“行走 - 交互（Loco - interaction）協同控制框架”，半人馬機器人能夠實時感知人體運動意圖。在無需人工指令的情況下，它可實現高精度全向跟隨運動，在維持自身平衡的同時，向人體提供穩定的水平行進推力。

基于所提出的半人馬系統，研究團隊開展了多維度綜合實驗驗證。在機動性方面，機器人展現出卓越的靈活性與良好的地形適應能力。它不僅能在1米狹窄空間內連續完成“8”字繞樁，還能利用視覺感知自主規劃策略，順暢通過臺階、斜坡及戶外復雜路面。

在負重效能方面，人體實驗數據成效顯著。相較于背負20kg重物（約占體重29%）的情況，穿戴半人馬機器人并具有水平助力條件下，人體凈代謝成本顯著降低35%，足底壓力減少了52%。步態分析結果顯示，受試者穿戴該機器人后，步寬變異性顯著降低，其穩定性指標與零負載空載行走無顯著差異。這表明半人馬人機四足構型能有效緩解負重力對人體帶來的行走擾動，進一步提升負重行走的側向穩定性，充分驗證了“垂直負載分擔 + 水平質心助力”復合助力范式的高能效優勢。

該研究得到了國家自然科學基金聯合基金重點項目、教育部聯合基金創新團隊、深圳市科技創新局及高水平專項資金的資助支持。