Experimentálny exoskeletón na členkoch zrýchlil chôdzu o 40 percent
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 27. 4. 2021
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Tím výskumníkov zo Stanfordskej univerzity vyvíja prototyp exoskeletónu, ktorý pomáha ľuďom rýchlejšie kráčať. Tento exoskeletón je navrhnutý s cieľom pomáhať tým, ktorým sa chôdza spomaľuje z dôvodu vyššieho veku alebo telesnej slabosti.
Ako ľudia starnú, majú tendenciu chodiť pomalšie. Býva to aj z to dôvodu, že si uvedomujú, že sa nemajú kam ponáhľať, no najbežnejšie to spôsobuje nástup neuromuskulárnej degenerácie alebo všeobecné opotrebenie. Starší ľudia a ľudia trpiaci rôznymi stavmi telesnej slabosti sa tak môžu z pomalej chôdze cítiť frustrovane.
Aby sa to dalo prekonať, tím vedcov zo Stanfordskej univerzity pracuje na koncepte motorického exoskeletónu, ktorý dokáže prebrať časť fyzickej námahy na seba a umožňuje nositeľovi sa rýchlejšie pohybovať. Vo finálnej podobe by sa zariadenie malo zmestiť okolo holene a dovnútra topánky, pričom by malo umožniť používateľovi si zvoliť preferovanú rýchlosť chôdze.
V súčasnosti je však exoskeletón vo fáze emulátora. To znamená, že ide o experimentálne nastavenie používané na bežeckom páse, kedy je exoskeletón umiestnený okolo každého z členkov nositeľa a je káblovo prepojený s externým motorom a riadiacimi algoritmami. Počas chôdze sa exoskeletón správa ako mechanický lýtkový sval a každý krok nositeľa podporí trochou sily tým, že potiahne pätu nahor a zatlačí prsty na nohách. To umožnilo zvýšiť rýchlosť chôdze nositeľa zhruba o 40 percent, čo bolo neočakávané.
Na otestovanie emulátora bolo požiadaných 10 mladých a zdravých dospelých dobrovoľníkov, aby chodili v piatich rôznych režimoch v normálnej obuvi, potom v exoskeletóne s vypnutým napájaním a potom so zapnutým napájaním v troch rôznych režimoch. Dva režimy optimalizovali rýchlosť a účinnosť chôdze, zatiaľ čo tretí režim slúžil ako kontrolné placebo bez žiadneho efektu.
Keď dobrovoľníci kráčali na bežeckom páse, algoritmus upravil nastavenia exoskeletónu a optimalizoval ho na 150 kôl, čo trvalo asi dve hodiny. Aj keď sa rýchlosť kráčania zvýšila približne o 40 percent, energetická účinnosť stúpla len o dve percentá, no účinnosť nebola hlavným cieľom prvého kola testov.
Cieľom je urobiť prototyp efektívnejším a pohodlnejším na nosenie. Tím chce nakoniec vyrobiť exoskeletón, ktorý dokáže pracovať samostatne a budú ho môcť nosiť starší ľudia. Táto pokročilejšia verzia by nielenže zlepšila rýchlosť chôdze, ale mohla by pomôcť aj zmierniť bolesť z preťažených kĺbov.