在徒步旅行或野外救援时,经常需要长距离负重行走,容易产生累积性疲劳。同时,为了延长安全和通信的需要,在日常生活中也需要节省劳动力和生物力学能量。基于这样的需求,科学家们展开了一系列可被商业化的技术开发。

近日,由清华大学的一个团队开发了一款背包,不仅号称可以减轻佩戴者的负担,还可以利用运动来发电。并且,这个实验性的背包与宾夕法尼亚大学研究的HoverGlide模型很相似。

　作为一种便携式储物装置，背包非常适合日常活动或旅行，因其显著解放人手的自由，提升人体带载能力等优点，被广泛应用于日常生产生活中。然而，传统普通背包在使用过程中存在一个通性问题，即背包中重物会随着人体走路或跑步等重心上下起伏的运动而一起上下耦合浮动，重物的上下浮动必然会导致无用功的产生，消耗人体能量，产生累积性疲劳，当重物达到一定重量时，甚至会严重影响人体的运动。从事野外或偏远地区的探险、科考、训练及救援等任务时，身上便携式电子器件的能量来源一般是储能电池，但其有限的电能和寿命是制约其使用的主要因素。

其主体部分可在导轨上滑动,同时由两根弹性绳悬挂。两个弹性体被整合到背包中,以分离负载和人体的同步运动,从而产生很少或没有额外的加速力。结果显示,这样的设计通过理论分析和现场试验,该背包可实现载荷的垂直振动降低28．75%,对佩戴者的垂直力降低21．08%。

此外,研究人员还建立了机械能-电能转换效率模型,计算出在正常行走条件下,机械能-电能转换效率为14．02%。所设计的背包具有省力、减震和发电的优点,有望成为小型可穿戴和便携式电子设备、GPS系统和其他自供电保健传感器的电源。