Экзоскелет, разработанный исследователями Queen's Engineering и повышающий эффективность ходьбы, стал предметом нового исследования, опубликованного в ведущем академическом журнале. Наука.
Наука о ходьбе делает следующий большой шаг с помощью уникального экзоскелета, который позволяет пользователям ходить дальше, расходуя меньше энергии. Разработанный многопрофильной командой факультета инженерии и прикладных наук Королевы, установленный на рюкзаке прототип удаляет энергию во время определенной фазы цикла походки, снижая метаболические затраты при ходьбе. Подробная информация о разработке и оценке устройства была опубликована сегодня в Science - одном из ведущих академических журналов мира.
В отличие от существующих технологий экзоскелета, которые либо добавляют энергию, либо передают ее из одной фазы цикла походки в другую, это новое устройство помогает пользователям, удаляя энергию, которая помогает мышцам колена в критический момент, называемый конечной фазой качания.
«Удаление энергии из ног человека во время ходьбы может показаться нелогичным, как включение тормоза в движущемся автомобиле», - говорит Майкл Шепертики, недавний доктор философии. выпускник и ведущий автор исследования, «но наши мышцы естественным образом отводят энергию во время ходьбы, и наше устройство помогает им в этом».
Команда предусматривает technology— который весит чуть более полукилограмма — позволяет путешественникам преодолевать большие расстояния или помогает медсестрам меньше уставать после долгой смены ног.
«Улучшение экономики ходьбы и бега было важной темой исследований в течение последних двух десятилетий из-за его научных и практических последствий», - говорит Цинго Ли, доцент кафедры машиностроения и материаловедения и соавтор исследования. «Ходьба - это деликатный и оптимизированный процесс, который затрудняет использование экзоскелетов для повышения эффективности ходьбы».
Помимо помощи пользователю, устройство преобразует удаленную энергию в электричество, которое можно использовать для питания системы управления устройством и других портативных устройств. Эта возможность сбора энергии может быть особенно полезна для людей, путешествующих пешком в отдаленные места, позволяя им заряжать сотовые телефоны или устройства GPS. Ян-Фэй Лю, профессор электротехники и вычислительной техники и соавтор исследования, руководил разработкой силовой электроники устройства.
Междисциплинарный подход команды включал элементы биомеханики ходьбы, физиологии, взаимодействия человека и машины и инноваций в дизайне. Большая часть этого исследования проводилась на людях. Мобильность Исследовательский центр, центр медицинских наук Королевы / Кингстона, оборудованный технологией анализа походки мирового класса.