Мягкий экзоскелет помогает экономить силы
Новый «экзокостюм» уменьшает расход энергии во время ходьбы на 15%.
Инженеры с подачи военных несколько десятилетий предпринимают попытки создать удобный и практичный экзоскелет. Сейчас уже созданы устройства для тренировок и реабилитации людей, получивших серьезные травмы. Но спасатели и военные все еще надеются увидеть что-то, что будет надежным в полевых условиях. Возможно, то, что им нужно – это мягкие экзоскелеты.
Люди в зкзоскелетах с жесткими шарнирами и рычагами могут поднимать сотни килограммов, но их движения не назовешь ловкими. А если двигаться по пересеченной местности, то обязательно скажется и вес экзоскелета. Он будет ограничивать движения, любые неровности могут стать непреодолимым препятствием. По мнению Конора Уэлша (Conor Walsh) и его коллеги из Гарвардского университета, спасателям и военным во время марш-бросков прежде всего необходимо экономить энергию. А для этого можно обойтись без громоздких шарниров, нужно только помочь работе мышц.
Созданный исследователями «экзокостюм» надевается поверх одежды. На поясницу крепится пояс, на бедра и голени – повязки из синтетического материала, а к каблуку ботинка прикрепляется рычаг. К повязками ведут тросики наподобие тех, которые открывают дроссель в автомобильном двигателе. Когда надевший «экзокостюм» человек сгибает или разгибает ногу, тросики помогают движению бедра и стопы. Аккумуляторы и двигатели, которые «дергают за веревочки», находятся в нижней части рюкзака. Инженерам потребовалось несколько лет, чтобы с помощью датчиков согласовывать движения «экзокостюма» с движениями человека. Но и даже к новейшему его образцу людям перед ходьбой все еще нужно какое-то время привыкать, поясняют инженеры в публикации в Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation.
Устройство тестировали сначала на беговой дорожке в лаборатории, а затем на пересеченной местности с небольшим перепадом высот. «Экзокостюм» самостоятельно адаптировался к изменениям рельефа. Сила, с которой тросики помогают мышцам, зависела от того, шел ли человек по ровной тропинке или на дороге находились камни и другие препятствия. «Экзокостюм» почти не влиял на скорость ходьбы. А вот энергии на прохождение маршрута в несколько километров человек в нем тратил почти на 15% меньше. Во время дальних марш-бросков и походов подобная экономия сил может оказаться очень кстати, считают инженеры. Впрочем, пока что исследователи не могут сказать, как военные или спасатели будут заряжать аккумуляторы в походных условиях и насколько надежным в таких условиях окажется механизм с тросиками.
