Індивідуальні «екзоскелети» рухатимуться разом з користувачем

Гарвардські дослідники використовували алгоритм для настроювання екзоскелета підтримки стегна, адаптованого до унікального кроку користувача. В результаті користувачі таких екзоскелетів витрачатимуть менше енергії.

Один розмір не підходить для всіх

Ви б не припускали, що один розмір підходить для пари туфель, так чому б вам припустити те ж саме для екзоскелета? Нові дослідження, проведені інженерами в Інституті Wyss в Гарвардському університеті, дозволили знизити метаболічний вихід користувача в середньому на 17,4% (у порівнянні з ходьбою без нього). Вони досягли цього, використовуючи алгоритм для настройки екскосісов з підтримкою тазостегнового суглоба на крок користувача.

Дослідники зарахували вісім здорових учасників чоловічої статі, щоб ходити на біговій доріжці, носячи м'які екзотичні костюми. Костюм виглядає чимось на зразок скелелазіння і призначений для поліпшення ходьби, допомагаючи розширенню стегна власника. Приблизно через 20 циклів ходьби комп'ютерна система, прикріплена до костюму, змогла розробити ідеальний профіль сили для кожного ходка.

У профілі були враховані такі фактори, як сила пікового удару і час найбільш ефективних кроків користувача. У порівнянні з існуючими екзосаітамі дослідники з Гарварду кажуть, що їх метод поліпшив «метаболічну вартість» ходьби для користувачів більш ніж на 60 відсотків.

Зображення: Ding et al., Sci. Робот. 3, eaar5438 (2018)

Додатковий пуск

Такі програми можуть допомогти вирішити одну з основних проблем з екзоскелет: носії реагують на них по-різному. Оскільки індивідуальний крок кожної людини слід його власним зразком, і кожен обмін речовин у різних людей, було складно створити пристрої, які зручні для всіх, хто може носити. Дослідники Інституту Wyss також продемонстрували цю проблему, застосувавши профіль проходу одного учасника до іншого предмету, який виявив, що він не такий ефективний для підвищення ефективності.

Інші дослідження показали, що коли-то відповідні, деякі люди будуть навіть несвідомо боротися з екзоскелетом.

«Теоретично вони дають вам додатковий поштовх, тому ви повинні використовувати менше своєї енергії. Але проблема в тому, що люди настільки відрізняються один від одного, і деякі з нас насправді намагаються боротися з Екзоскелетон », - сказав« The Verge »Хуанджуань Чжан, професор Карнегі Меллона, який розробив аналогічну програму для екзоскелета з кісточкою. «Але труднощі - це не пристрій, це той факт, що людське тіло настільки складно».

Хоча це може бути якийсь час, перш ніж ми побачимо, що в світі з'явилися екзоскелети і в світі (в кінці кінців, ця система працювала, коли підключалася до пари проводів і комп'ютера, що не зовсім зручно носити навколо міста) це дослідження робить перші (допомагає) кроки в цьому напрямку.

Екзоскелети і м'які екзосуали можуть бути неймовірно цінними для людей з обмеженими можливостями, допомагаючи вирішувати всі від обмеженою сили і витривалості до повного паралічу. Незалежно від того, наскільки вони корисні, для того, щоб вони стали більш широко поширеними, вони будуть досить комфортно носити.

Джерела: Science Robotics, The Verge