Новий екзоскелет знижує навантаження на ноги

2 апреля 2015 - Украина

Новий екзоскелет знижує навантаження на ноги

Американські біоінженери створили екзоскелет, який істотно знижує навантаження на ноги у людини при ході. Витрати енергії з таким пристроєм зменшуються на 7 відсотків. При цьому його дія грунтована лише на біомеханіці - щоб пристрій працював, не потрібні ні батареї, ні комп'ютер.

Такий екзоскелет може допомогти літнім людям або тим, хто зазнає труднощі з пересуванням, наприклад, після інсульту, травм або в результаті інших захворювань.

Створення різних екзоскелетів - ідея не нова.

"Ще в 1890-х роках вчені намагалися збільшити ефективність ходи за допомогою гумової підошви. Потім, вже нині були створені різні екзоскелети, що дозволяють людям піднімати вантаж", - говорить один з авторів дослідження Грегорі Савицький (Gregory Sawicki) з Університету Північної Кароліни в Чапел-Хілл.

Наприклад, кілька років тому японська корпорація почала масове виробництво екзоскелетів серії HAL (Hybrid Assistive Limb, буквально "гібридна допоміжна кінцівка"). По заявах конструкторів, за допомогою HAL людина зможе підняти вдесятеро більший вантаж, ніж зазвичай. Маса такого костюма складає 23 кілограми.

Японськими розробниками також був створений екзоскелет для вантажників, який дозволяє піднімати ще більшу вагу.

"Усі ці пристрої хороші, але вони не дозволяють скоротити енергетичні витрати організму. Наприклад, інженери досі сперечаються про те, чи являються протези знаменитого бігуна Оскара Пісторіуса більше енергетично ефективними, ніж звичайні ноги", - говорить Савицький.

Ще одна відмінність усіх цих пристроїв від нової розробки полягає в тому, що усі попередні моделі працюють за допомогою бортового комп'ютера, також для них часто потрібно і досить масивний і важкий зарядний пристрій. У основі ж роботи нового екзоскелета, який знижує навантаження при ходьбі і зменшує енергетичні витрати організму - тільки звичайна біомеханіка, яку вченим вдалося оптимізувати.

Такий екзоскелет складається з пружини і системи кріплень, які працюють разом з Ахіллесовим сухожиллям і м'язами гомілки. Пристрій важить всього 500 грамів, і для його роботи не потрібні батареї і зарядні пристрої.

"Створений нами екзоскелет працює як невелика катапульта. Його пружина повторює дію Ахіллесового сухожилля і працює одночасно з м'язами гомілки, щоб понизити на них навантаження. Система затисків і кріплень потрібна, щоб пристрій працював, коли нога знаходиться на землі, це дозволяє накопичувати, а потім і випускати пружну енергію", - пояснює Грегорі Савицький.

У тестуванні пристрою взяли участь дев'ять дорослих людей, у яких не було проблем із здоров'ям. Після певних вправ, вони рухалися по біговій доріжці з екзоскелетом на обох ногах. Також вчені змінювали міру пружності пружини, щоб зрозуміти, яка міра пружності найбільш оптимальна.

"Наше дослідження показало, що витрати енергії при ході з таким екзоскелетом зменшуються на 7 відсотків. Це неначе ви скинули п'ятикілограмовий рюкзак і йдете без ньогого, - говорить Савицький.

Природа в ході еволюції людини створила, здавалося б, досконалу механіку ходи. Але виявляється, немає межі досконалості - можливо, що вченим вдалося заглянути в майбутнє, і саме так працюватимуть ноги людини через декілька тисячоліть.

"Наше дослідження показує, що у біомеханіці рухів людини залишається ще дуже багато невідомих до кінця моментів, які ще тільки належить з'ясувати", - додає Савицький.

"Цілком можливо, що зовсім скоро з'являться такі екзоскелети, які допоможуть людині швидше пересуватися, або допоможуть тим людям, яким важко це робити", - говорить один з авторів роботи доктор Стівен Коллінз (Steven Collins) з Університету Карнегі-Меллон.

Стаття американських вчених з описом розробки екзоскелета опублікована в останньому номері журналу Nature.



Похожие записи:

Daewoo тестує екзоскелет для докерів
Daewoo тестує екзоскелет для докерів
В разделе: Наука и технологии
На суднобудівельній верфі, власником якої є велика компанія Daewoo з Південної Кореї, випробовують новий екзоскелет для тих, хто займається підняттям тяжкості. 
Вийшла комерційна версія екзоскелета HAL 5 - ВІДЕО
Вийшла комерційна версія екзоскелета HAL 5 - ВІДЕО
В разделе: Наука и технологии
Японці знову обійшли усіх! Відома компанія Cyberdyne почала масове виробництво комерційної версії екзоскелета HAL - 5 
Створений екзоскелет "супермена" - ВІДЕО
Створений екзоскелет "супермена" - ВІДЕО
В разделе: Наука и технологии
Створений акумуляторний екзоскелет, що підвищує силу людських рук. Новинка коштує відносно недорого і зібрана з доступних компонентів. 
Kangoo Jumps - вибір "зірок" ВІДЕО
Kangoo Jumps - вибір "зірок" ВІДЕО
В разделе: Спорт
Все більше зірок захоплюється новими видами фитнеса, які допомагають їм помітно схуднути. Наприклад, співачка Жасмін стала прихильницею Kangoo Jumps. 
Рейтинг: 0 Голосов: 0 306 просмотров
Комментарии (0)

Нет комментариев. Ваш будет первым!

 

Новини України