독특한 기술은 인간에게 걷기에 다리를 제공합니다

업데이트: 31년 2021월 XNUMX일
독특한 기술은 인간에게 걷기에 다리를 제공합니다

보행 효율성을 향상시키기 위해 Queen 's Engineering 연구원이 설계 한 외골격이 주요 학술지에 실린 새로운 연구의 주제입니다. 과학.

걷기의 과학은 사용자가 적은 에너지를 사용하면서 더 멀리 걸을 수있게 해주는 독특한 외골격의 도움으로 다음 단계로 나아가고 있습니다. Queen 's 공학 및 응용 과학부의 다 분야 팀에 의해 개발 된 백팩 장착형 프로토 타입은 보행주기의 특정 단계에서 에너지를 제거하여 보행의 대사 비용을 줄입니다. 장치의 개발 및 평가에 대한 자세한 내용은 오늘 세계 최고의 학술지 중 하나 인 Science에 게시되었습니다.

보행주기의 한 단계에서 다른 단계로 에너지를 추가하거나 전달하는 기존 외골격 기술과 달리이 새로운 장치는 중요한 순간 ​​(말기 스윙 단계라고 함) 동안 무릎 근육을 돕는 에너지를 제거하여 사용자를 지원합니다.

“걷는 동안 사람의 다리에서 에너지를 제거하는 것은 움직이는 차에서 브레이크를 밟는 것과 같이 직관에 반하는 것처럼 들릴 수 있습니다.”라고 최근 박사 인 Michael Shepertycky는 말합니다. 이 연구의 졸업생이자 수석 저자는 "하지만 우리가 걸을 때 근육은 자연적으로 에너지를 제거하고, 우리의 장치는 그렇게하는 데 도움이됩니다."

팀은 다음을 구상합니다. technology—무게가 XNUMXkg을 약간 넘으므로 등산객이 더 먼 거리를 걸을 수 있고 간호사가 장시간 교대 근무를 한 후에도 피곤함을 덜 수 있습니다.

이 연구의 공동 저자이자 기계 및 재료 공학 부교수 인 Qingguo Li는“걷기 및 달리기 경제 개선은 과학적이고 실용적인 영향으로 인해 지난 XNUMX 년 동안 중요한 연구 주제였습니다. "보행은 섬세하고 고도로 최적화 된 프로세스이므로 외골격을 사용하여 보행 효율성을 개선하기가 어렵습니다."

사용자를 지원하는 것 외에도 장치는 제거 된 에너지를 장치의 제어 시스템 및 기타 휴대용 장치에 전원을 공급하는 데 사용할 수있는 전기로 변환합니다. 이 에너지 수확 기능은 먼 곳에서 도보로 이동하는 개인에게 특히 유용하여 휴대 전화 또는 GPS 장치를 충전 할 수 있습니다. 전기 및 컴퓨터 공학 교수이자이 연구의 공동 저자 인 Yan-Fei Liu는 장치의 전력 전자 장치 개발을 이끌었습니다.

팀의 학제 간 접근 방식에는 보행 생체 역학, 생리학, 인간-기계 상호 작용 및 디자인 혁신 요소가 포함되었습니다. 이 연구의 대부분은 인간에서 수행되었습니다. 유동성 Queen 's / Kingston Health Sciences Center 시설 인 Research Centre는 세계적인 수준의 보행 분석 기술을 갖추고 있습니다.