Um exoesqueleto projetado por pesquisadores da Queen's Engineering que melhora a eficiência da caminhada é o assunto de um novo estudo publicado na principal revista acadêmica Ciência.
A ciência da caminhada está dando seu próximo grande passo com a ajuda de um exoesqueleto exclusivo que permite que os usuários andem mais usando menos energia. Desenvolvido por uma equipe multidisciplinar da Faculdade de Engenharia e Ciências Aplicadas da Rainha, o protótipo montado na mochila remove energia durante uma fase específica do ciclo da marcha, diminuindo o custo metabólico da caminhada. Detalhes do desenvolvimento e avaliação do dispositivo foram publicados hoje na Science - uma das principais revistas acadêmicas do mundo.
Ao contrário das tecnologias de exoesqueleto existentes que adicionam energia ou a transferem de uma fase do ciclo da marcha para outra, este novo dispositivo auxilia os usuários removendo energia que ajuda os músculos do joelho durante um momento crítico - chamado de fase de balanço terminal.
“Remover energia das pernas de uma pessoa durante a caminhada pode parecer contra-intuitivo, como puxar o freio de um carro em movimento”, diz Michael Shepertycky, um recente Ph.D. graduado e principal autor do estudo, “mas nossos músculos removem energia naturalmente enquanto caminhamos, e nosso dispositivo os ajuda a fazer isso”.
A equipe prevê tecnologia– que pesa pouco mais de meio quilo – permitindo que os caminhantes caminhem distâncias mais longas ou ajudando as enfermeiras a ficarem menos cansadas após um longo turno de pé.
“Melhorar a economia de andar e correr tem sido um importante tópico de pesquisa nas últimas duas décadas, devido às suas implicações científicas e práticas”, disse Qingguo Li, Professor Associado de Engenharia Mecânica e de Materiais e co-autor do estudo. “Caminhar é um processo delicado e altamente otimizado, o que torna difícil o uso de exoesqueletos para melhorar a eficiência da caminhada”.
Além de auxiliar o usuário, o dispositivo converte a energia removida em eletricidade que pode ser usada para alimentar o sistema de controle do dispositivo e outros dispositivos portáteis. Esta capacidade de captação de energia pode ser particularmente útil para pessoas que viajam a pé em locais remotos, permitindo-lhes carregar telefones celulares ou dispositivos GPS. Yan-Fei Liu, Professor de Engenharia Elétrica e de Computação e co-autor do estudo, liderou o desenvolvimento da eletrônica de potência do dispositivo.
A abordagem interdisciplinar da equipe incluiu elementos de biomecânica ambulante, fisiologia, interações homem-máquina e inovação de design. Grande parte desta pesquisa foi conduzida em humanos Para fornecer mobilidade com contentor (certificado SOC) Research Center, uma instalação do Queen's / Kingston Health Sciences Center equipada com tecnologia de análise de marcha de classe mundial.