機器人外骨骼模擬太空無重力環境 助太空人訓練精細動作技能

機器人外骨骼在地球模擬無重力，為太空任務預做準備

來自德國人工智慧研究中心（DFKI）與杜伊斯堡-埃森大學（UDE）的研究團隊，參與了 2026 年 5 月 11 日至 22 日在法國波爾多舉行的第 46 屆 DLR 拋物線飛行實驗，這項研究隸屬於「MikroBeM」計畫。

該研究旨在探討：在地球上使用客製化、AI 自適應的機器人外骨骼進行訓練，是否能幫助太空人應對微重力環境下精細動作控制的挑戰。

這套機器人外骨骼能抵消手臂的自然重量，透過精準施加反向力來對抗地心引力，讓穿戴者的身體產生彷彿置身太空般的無重力感受。

克服微重力下的動作控制障礙

試想：當你的手完全沒有重量時，要鎖緊一顆鬆脫的螺絲，或是操作電路板，會有多困難？

在地球上，人類大腦精確掌握舉起手指所需的力道。但在太空中，這套內建的「力學計算系統」完全失靈。失去了熟悉的重力拉力，太空人的手部動作往往變得顫抖、不穩定，且令人沮喪地缺乏精準度——當你的任務是修理太空站時，這將是極其危險的。

為了解決這個問題，研究人員採取了大膽的方法：利用 AI 驅動的機器人穿戴裝置，在地球上模擬深太空的無重力狀態。

為了驗證其效果，部分研究人員花了兩週時間在法國上空追逐零重力。他們登上了空中巴士 A310「Zero G」專用飛機，這架飛機會以類似雲霄飛車般的陡峭弧線飛行。在每條弧線的最高點，飛機進入受控俯衝，機艙內的所有人和物體會漂浮整整 22 秒。

這是一項令人頭暈的工作，但卻是目前在地球上取得真正微重力環境的唯一方法。

珍貴的拋物線實驗

研究團隊利用這些珍貴的時間測試 MikroBeM 計畫。在漂浮的機艙內，受試者需要完成一項簡單但極具挑戰性的任務：用右手食指反覆精準觸碰螢幕上目標的正中心。

更困難的是，一件厚重的遮蔽布完全擋住了他們的視線。受試者無法看到自己的手，只能完全依賴肌肉記憶來引導觸碰。

與此同時，一套感測器追蹤著每一個細微的動作，測量腦波、肌肉收縮和心率。團隊成功從總計 180 次拋物線飛行中收集了數據，且設備全程零故障。

地面訓練是關鍵

然而，這項實驗真正的精髓，其實在飛機起飛前數週就已經展開。

半數飛行參與者在實驗前已花了一個月時間在地面實驗室中進行訓練。他們穿戴機器人外骨骼，反覆練習目標觸碰任務。

這套由 DFKI 和 UDE 開發的機器人穿戴裝置，利用人工智慧精確測量使用者手臂的重量，然後施加高度精準的電動反向力來對抗重力，完全中和手臂的重量，欺騙大腦以為自己已經漂浮在深太空中。

透過比較經過事前訓練的組別與完全未受訓練的對照組在實際飛行中的表現，研究人員可以判斷外骨骼訓練的效果是否能夠延續。初步結果看起來非常有前景。

研究人員表示：「長期目標是為具成本效益的個人化訓練方法奠定基礎，以便更好地為太空人準備未來前往月球和火星的長期任務。」

地面醫療應用潛力

此外，幫助太空人在零重力下穩定手部動作的同一套方法，也可能支援地球上的醫療照護。研究人員指出，了解大腦如何適應改變的身體條件，對於神經科技和中風復健至關重要。

這意味著，一套為太空設計的穿戴裝置，未來或許能幫助癱瘓患者重新學習如何抓握物品。

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