Неспособность быстро ходить может расстраивать и вызывать проблемы, но это обычная проблема, особенно с возрастом. Отмечая распространенность ходьбы медленнее, чем хотелось бы, инженеры Стэнфордского университета проверили, насколько хорошо разработанная ими прототипная система экзоскелета, которая крепится вокруг голени и в кроссовке, увеличила скорость ходьбы людей, выбранную самостоятельно в экспериментальных условиях. параметр.
Экзоскелет внешне питается от двигателей и управляется с помощью алгоритма. Когда исследователи оптимизировали его по скорости, участники в среднем ходили на 42% быстрее, чем когда они были в обычной обуви и без экзоскелета. Результаты этого исследования были опубликованы 20 апреля в журнале IEEE Transactions по нейронным системам и реабилитационной инженерии .
«Мы надеялись, что сможем увеличить скорость ходьбы с помощью экзоскелета, но были действительно удивлены, обнаружив такое значительное улучшение», — сказал Стив Коллинз, доцент кафедры машиностроения в Стэнфорде и старший автор статьи. «Сорок% — это огромно».
В этом начальном наборе экспериментов участниками были молодые здоровые взрослые люди . Учитывая впечатляющие результаты, исследователи планируют провести будущие тесты с участием пожилых людей и изучить другие способы улучшения конструкции экзоскелета. Они также надеются в конечном итоге создать экзоскелет, который сможет работать вне лаборатории, хотя до этой цели еще далеко.
«Моя исследовательская миссия состоит в том, чтобы понять науку о биомеханике и моторном контроле, лежащую в основе передвижения человека, и применить ее для улучшения физических характеристик людей в повседневной жизни», — сказал Сын Мун Сон, научный сотрудник по машиностроению и ведущий автор статьи. «Я думаю, что экзоскелеты — очень многообещающие инструменты, которые могут улучшить физическое качество жизни».
Хождение в петле
Система экзоскелета голеностопного сустава, протестированная в этом исследовании, представляет собой экспериментальный эмулятор, служащий испытательной площадкой для тестирования различных конструкций. Он имеет раму, которая крепится вокруг верхней части голени и превращается в интегрированную беговую обувь, которую носит участник. Он прикреплен к большим двигателям, которые расположены рядом с поверхностью для ходьбы и тянут привязь, которая проходит по длине задней части экзоскелета. Управляемый алгоритмом привязь тянет пятку пользователя вверх, помогая ему указывать пальцем вниз, когда он отталкивается от земли.
Для этого исследования исследователи попросили 10 участников ходить с пятью различными режимами работы. Они ходили в обычной обуви без экзоскелета, с выключенным экзоскелетом и включенным экзоскелетом с тремя различными режимами: оптимизированным для скорости, оптимизированным для использования энергии и режимом плацебо, настроенным для более медленной ходьбы. Во всех тестах участники ходили на беговой дорожке, которая адаптируется к их скорости.
