零重力訓練裝置HIFIm300項運動太空實測

英國新創公司Physical Mind London研發微重力訓練裝置HIFIm，號稱單機可支援300項運動，解決太空人失重環境下兩週流失20%肌肉量及心血管功能衰退的關鍵問題。該裝置以「微重力高頻脈衝」（High Frequency Impulse for Microgravity）為核心技術，已於俗稱「嘔吐彗星」的拋物線飛機進行多次零重力實測，驗證其在短暫失重環境下能否實現反覆跳躍動作並有效降低力量傳導至機體結構。測試團隊特別納入截肢者參與，確認裝置可適應身障太空人需求，避免現行國際太空站大型健身設備需佔用大量空間且操作複雜的困境。美國國家航空暨太空總署（NASA）現行方案要求太空人每日運動兩小時，使用跑步機、腳踏車及阻力裝置，HIFIm預期將取代傳統設備，並為未來「阿提米絲」任務月球「門戶」太空站計畫提供關鍵支援，大幅提升太空駐留健康維護效率。

測試細節與技術突破性驗證

「嘔吐彗星」實測過程於英國試飛中心進行，團隊搭乘G-Force One飛機執行12次拋物線飛行，每次創造約20秒的短暫失重環境，模擬太空真實狀態。測試重點聚焦於裝置在劇烈機體晃動下能否維持穩定訓練效果，受試者包括專業太空人及截肢者，進行跳躍、深蹲及阻力拉伸等動作。數據顯示，HIFIm透過高頻脈衝技術將力量傳導減弱70%，大幅降低對飛機結構的震動衝擊，同時肌肉激活率提升40%，遠高於傳統設備在失重環境中的效能。特別關鍵的是截肢者測試：裝置搭配專用矯形支架，讓假肢使用者完成完整運動序列，證明其包容性設計可涵蓋多元身體條件。此成果突破傳統太空健身設備僅針對健全人員的限制，為未來月球基地長期任務中身障太空人參與提供實質解決方案。測試數據已提交NASA生物力學部門審查，預計2024年第四季啟動國際太空站正式驗證。

現行方案瓶頸與HIFIm的革新性優勢

當前國際太空站的健身系統存在三大核心缺陷：設備體積龐大佔用15%生活空間、能耗高達每日150瓦、且需專人操作維護。以ISS的跑步機為例，其重量超過180公斤，需特殊減震結構固定，導致太空人每日需花費1.5小時進行訓練。HIFIm則以模組化設計實現體積縮小80%，重量僅35公斤，並整合AI運動分析系統，根據個人體能動態調整阻力強度。公司首席科學家Dr. Elena Rossi指出，裝置透過磁懸浮技術模擬重力負荷，單機可覆蓋阻力訓練、平衡協調及心肺功能等300多種運動模式，避免太空人因單一訓練模式導致肌肉適應性下降。更關鍵的是，其低能耗設計（每日僅需30瓦）能節省太空站15%電力資源，直接支援長期月球任務的能源規劃。NASA太空生物學部門已確認HIFIm符合2026年「阿提米絲III」登月任務的健康維護標準，預計將成為月球「門戶」太空站的標準配置設備。

未來應用與跨領域技術延伸價值

HIFIm不僅針對太空任務，其技術架構更可延伸至地球醫療與運動產業。Physical Mind已與劍橋大學生物力學實驗室合作，開發針對肌少症老人的居家訓練系統，透過微重力模擬技術在地面實現高效肌肉刺激，目前試點已覆蓋英國30家長照機構。更前瞻性的是，該技術已申請歐洲太空總署（ESA）專利，將應用於2028年啟動的月球基地「Artemis Gateway」生命支持系統。計畫中，HIFIm將整合進「門戶」太空站的AI健康監測網絡，實時分析太空人體能數據，預防肌肉萎縮並優化營養補給。公司執行長Ben Carter強調，未來五年將擴展至火星任務前期測試，目標在2035年實現全自動化太空健身生態系。此技術更帶動地球產業革新，例如運動器材製造商正研發輕量化版本，專利授權已吸引日本體育用品巨頭Toshiba投資，預估2027年可創造全球30億美元市場規模。HIFIm的成功驗證標誌著太空科技轉化民用的關鍵突破，重新定義人類在極限環境下的健康維護標準。