Eksoskeleton yang dirancang oleh para peneliti Queen's Engineering yang meningkatkan efisiensi berjalan adalah subjek dari studi baru yang ditampilkan dalam jurnal akademik terkemuka Ilmu.
Ilmu berjalan mengambil langkah besar berikutnya dengan bantuan kerangka luar unik yang memungkinkan pengguna berjalan lebih jauh sambil menggunakan lebih sedikit energi. Dikembangkan oleh tim multidisiplin dari Queen's Faculty of Engineering and Applied Science, prototipe yang dipasang di ransel menghilangkan energi selama fase tertentu dari siklus gaya berjalan, sehingga mengurangi biaya metabolisme berjalan. Rincian pengembangan dan evaluasi perangkat diterbitkan hari ini di Science—salah satu jurnal akademis terkemuka di dunia.
Tidak seperti teknologi exoskeleton yang ada yang menambahkan energi atau mentransfernya dari satu fase siklus gaya berjalan ke fase lainnya, perangkat baru ini membantu pengguna dengan menghilangkan energi yang membantu otot lutut selama momen kritis—disebut fase ayunan terminal.
“Menghilangkan energi dari kaki seseorang selama berjalan mungkin terdengar berlawanan dengan intuisi, seperti mengerem mobil yang sedang bergerak,” kata Michael Shepertycky, Ph.D. lulusan dan penulis utama studi ini, "tetapi otot kita secara alami menghilangkan energi saat kita berjalan, dan perangkat kita membantu mereka melakukannya."
Tim membayangkan teknologi—yang beratnya hanya setengah kilogram—memungkinkan pejalan kaki berjalan lebih jauh atau membantu perawat agar tidak terlalu lelah setelah melakukan kerja kaki yang lama.
“Meningkatkan ekonomi berjalan dan berlari telah menjadi topik penelitian yang penting selama dua dekade terakhir, karena implikasi ilmiah dan praktisnya,” kata Qingguo Li, Associate Professor of Mechanical and Materials Engineering dan rekan penulis studi tersebut. “Berjalan adalah proses yang halus dan sangat optimal, yang mempersulit penggunaan eksoskeleton untuk meningkatkan efisiensi berjalan.”
Selain membantu pengguna, perangkat mengubah energi yang dikeluarkan menjadi listrik yang dapat digunakan untuk memberi daya pada sistem kontrol perangkat dan perangkat portabel lainnya. Kemampuan pemanenan energi ini bisa sangat berguna bagi individu yang bepergian dengan berjalan kaki di lokasi terpencil, memungkinkan mereka untuk mengisi daya ponsel atau perangkat GPS. Yan-Fei Liu, Profesor Teknik Elektro dan Komputer dan rekan penulis studi tersebut, memimpin pengembangan perangkat elektronika daya.
Pendekatan interdisipliner tim mencakup elemen biomekanik berjalan, fisiologi, interaksi manusia-mesin, dan inovasi desain. Banyak dari penelitian ini dilakukan di Human Mobilitas Research Centre, fasilitas Pusat Ilmu Kesehatan Queen's/Kingston yang dilengkapi dengan teknologi analisis gaya berjalan kelas dunia.