Glezna robotului este mai bună decât arcurile

Alimentat corespunzător de un motor, exoscheletul a redus costul energetic al rulării cu 15% în comparație cu rularea fără exoschelet, potrivit Universității Stanford, unde a avut loc cercetarea. Întrucât dacă exoscheletul a fost alimentat să imite un arc, rularea a fost cu 11% mai grea decât rularea fără exoschelet.

„Când oamenii aleargă, picioarele lor se comportă foarte mult ca un izvor, așa că am fost foarte surprinși că asistența de primăvară nu a fost eficientă”, a spus inginerul mecanic Stanford, Steve Collins. „Cu toții avem o intuiție despre cum alergăm sau mergem, dar chiar și oamenii de știință descoperă în continuare modul în care corpul uman ne permite să ne mișcăm eficient.”

Echipat fără putere, exoscheletul a făcut ca 13% să fie mai greu de rulat decât cu nimic montat, așa că asistența „de primăvară” a fost cu 2% mai ușoară decât exoscheletul fără alimentare.

Exista un exoschelet pe picior, acționat de motoarele la distanță prin cablurile Bowden.

Fiecare a fost cu acțiune unică, trăgând în paralel cu tendonul lui Ahile, cu un cadru de fibră de carbon pivotat (la gleznă) în jurul șinului și piciorul transfera această forță într-o forță în jos sub bila piciorului, fără ca piciorul sau articulația gleznei să aibă nevoie sa fii implicat.

În modul de primăvară, sistemul a imitat un arc care se desfășoară paralel cu vițelul, stocând energie în timpul începerii etapei și descărcând acea energie în timp ce degetele de la picioare se apasă.

În modul alimentat, a ajutat la extinderea gleznei la sfârșitul unui pas de alergare.

„Asistența alimentată a înlăturat o mare parte din povara energetică a mușchilor gambei. A fost foarte primăvara și foarte zbuciumată în comparație cu rularea normală ”, a spus cercetătorul Delaney Miller. „Vorbind din experiență, asta se simte foarte bine. Când dispozitivul oferă această asistență, simți că ai putea rula pentru totdeauna. ”

Unsprezece alergători au testat gleznele exoscheletului, fiecare fiind aclimatizat să le folosească. În fiecare caz, răspunsul exoscheletului a fost ajustat la ciclul și fazele de mers ale individului. Producția energetică umană evaluată prin măsurarea nivelului de oxigen și de dioxid de carbon care respiră.

Potrivit universității, economiile de energie indică faptul că un exoschelet alimentat ar putea crește viteza de rulare cu până la 10%.

„Aproape că te poți gândi la el ca la un mod de transport”, a spus inginerul mecanic Guan Rong Tan. „Ai putea să cobori dintr-un autobuz, să dai o palmă pe un exoschelet și să acoperi ultimii unu-la-doi mile pentru a lucra în cinci minute, fără a sparge transpirația.”

Universitatea Stanford a lucrat cu Carnegie Mellon University, Ghent University și Nike.

Lucrarea este tratată în „Îmbunătățirea economiei energetice a alergării umane cu asistență de exoschelet de gleznă alimentată și fără putere” publicată de Science Robotics.

Credit imagine: Farrin Abbott