在需要长时间前倾头部姿势的职业中，如手术外科医生或装配线工人，工作人员通常需要保持前屈的头颈姿势。头部的重量对颈部肌肉和脊柱造成了显著的负荷，导致这些工人患颈部相关疾病的概率远高于普通人群。然而，目前明显缺乏能够提供头部支撑、有效减轻颈部肌肉负担且不干扰日常操作的人体工学解决方案。
基于此，天津大学研究团队设计了一种采用气动拉伸驱动器的创新型可变刚度颈部支撑外骨骼，旨在为需要长时间保持头部前屈姿势的外科医生、流水线工人等职业人群提供颈部支撑辅助。该外骨骼在柔性状态下允许头部以最小阻力自由运动，确保佩戴者的头部活动灵活性与流畅性；在刚性状态下则能为头部提供稳定的支撑辅助，有效减轻颈部肌肉负担。在研究验证阶段，团队采用CHINGMU青瞳视觉光学动捕系统配备4台高速光学相机，以110Hz的采样频率记录头部运动信息，全面评估外骨骼对颈椎活动范围的影响及其辅助支撑性能。该研究成果已发表于机器人学领域顶级会议IROS 2025。
