или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

Сверхлегкий экзоскелет для лодыжки от CMU

schedule 02.04.2015 в 11:47 link CMU экзоскелет
Способ передвижения человека заставляет многих ученых задуматься над вопросом, можно ли уменьшить затраты энергии на ходьбу без использования внешнего источника питания. Так, исследователи университетов Карнеги-Меллона и Северной Каролины предоставили ответ на этот вопрос с помощью экзоскелета для лодыжки без двигателя, - сообщает Robotics.ua.



Восьмилетняя работа ученых Стива Коллинза и Грега Савицкого началсь, когда они были аспирантами в университете штата Мичиган в 2007 году. Полученное устройство показывало, что снижение метаболических расходов ходьбы возможно примерно на семь процентов. Исследователи утверждают, что это эквивалентно уменьшению 4,5 кг, предусмотренных электрическими экзоскелетами.

Принцип работы

Исследователи проанализировали биомеханику ходьбы и рассмотрели ультразвуковое исследование, которое показало, что икроножные мышцы не только вырабатывают энергию при движении человека вперед, но и производят сцепление для проведения ахиллового сухожилия в напряженном состоянии.

«Исследования показывают, что икроножные мышцы в первую очередь производят силу изометрически, не делая каких-либо работ, во время фазы опоры при ходьбе, но до сих пор используют значительную метаболическую энергию», объяснил Коллинз. «Это противоположность рекуперативного торможения. Это как каждый раз, когда вы нажимаете на педаль тормоза в автомобиле, вы сжигаете немного газа.»

Благодаря разгрузке некоторых из мышечных сил на пассивно-упругом устройстве, исследователи смогли уменьшить общую скорость метаболизма ходьбы. Это достигается за счет использования механической муфты, которая производит силу без потребления энергии. Муфта приводит в действие пружину параллельно с ахилловым сухожилием, когда нога находится на земле, чтобы разгрузить силу, и перестает действовать, когда нога находится в воздухе.

Чтобы компенсировать отрицательные последствия, которые заключаются в увеличении цен на энергоносители, когда тяжелые предметы помещаются на ногах, было необходимо устройство очень легкое, но в то же время достаточно прочное, чтобы выдержать быструю ходьбу. Это было сделано путем использования углеродного волокна, в результате чего устройство имело вес 450 г.

«Вы можете себе представить, эти легкие эффективные устройства на травмированной конечности, которые помогут людям с последствиями инсульта», говорит Коллинз. «Мы надеемся, что проекты, которые используют подобные методы, могут помочь людям, которые получили инсульт, ходить легче. Мы по-прежнему сделали несколько шагов для этой цели, но мы, конечно, планируем дальнейшие испытания.»

По данным robotics.ua, несмотря на успех с экзоскелетом для лодыжки, команда считает, что еще больше преимуществ могут быть получены от экзоскелетов для коленей и бедра. Они надеются изучить такие перспективы в будущем.

«С лучшим понимаем биомеханики человека мы начали видеть потенциал носимых роботизированных устройств, которые могут восстанавливать или улучшать характеристики движения человека», говорит Коллинз. «Это служит хорошим предзнаменованием для будущего с устройствами, которые имеют малый вес, энергосберегающие и относительно недорогие, но повышают мобильность людей.»

Больше фото







Комментарии: