每日，人们在日常活动中频繁步行，平均每次步行大约5000步，即相当于行进4公里，耗时约80分钟。步行作为最常见的非竞技性活动，同时也是能量消耗较高的行为之一。提升步行效率，降低身体代谢成本成为广泛关注的议题。近年来，可穿戴机器人技术的迅猛发展为这一挑战提供了创新解决方案。

近十年间，可穿戴外骨骼机器人的应用在步行辅助领域呈现快速增长趋势。设计与控制方法的进步显著降低了用户执行日常活动所需的体能。一项研究聚焦于髋部外展辅助机器人的效能，其原理在于模仿人体髋部的外展力矩或力量，旨在通过此类辅助减轻步行过程中的代谢成本，并对动态平衡产生积极影响。

步行过程中的力减小主要通过协助矢状面向前推进实现，但人类步行是一个复杂多维的运动过程，涉及矢状面、横向面及额状面的综合运动。在额状面中，髋关节扮演着关键角色，负责维持平衡和调节步态。

在额状面运动中，髋部外展与内收动作对于恢复平衡至关重要，如通过调整足部位置或防止骨盆在站立转换阶段因突然受力而下垂。摆动期间，髋部外展助力于避免单脚离地时骨盆的下垂，而髋部内收则协助髋部横向运动，促进步态的流畅性。

研究指出，髋部外展与内收在额状面运动中表现出最高的扭矩和峰值功率。在下肢关节的三个平面上，这一扭矩和功率仅次于矢状面中的踝关节跖屈、背屈和髋关节的伸展、屈曲，表明髋关节腹肌的内收辅助同样对步行能量产生重要影响。

先前研究揭示，促进前后方向的向前推进有助于额状面运动，而沿此方向的辅助可能影响步态速度与能量消耗。髋外展肌肉在额状面能量产生和吸收中扮演关键角色，适时提供扭矩的机器人能替代部分行走所需体能。

基于此理论，髋部外展辅助机器人应运而生。研究人员通过设计具备模拟生物髋部外展力矩曲线的机器人，探索不同辅助曲线的性能差异。实验结果显示，与常规步行相比，使用具有生物髋部外展力矩模拟曲线的髋部外展辅助机器人，步行的代谢成本可降低约11.6%，显著减少了人体行走过程中的能量消耗。

此外，实验还发现，这种机器人影响了行走过程中的平衡参数，包括稳定幅度，以及质心在中外侧方向的运动，意味着它能够替代人体在步行时维持平衡所需的部分努力。

尽管髋部外展辅助机器人仍处于实验阶段，但其展现出的潜力预示了未来通过机器人辅助提升人类步行体验的广阔前景。进一步的研究将致力于优化和改进这类机器人，以更好地满足人类的步行需求，提供更加高效、舒适的步行体验。