Die exoshorts, in all Ihrer Herrlichkeit. Foto: Wyss Institute an der Harvard University
Exosuits tragbare Roboter-Technologien zu verbessern, dass unsere körperlichen Fähigkeiten—langsam aber stetig verlassen die Welt der comic-Bücher und zu einem praktischen Realität. In dieser Woche Wissenschaftler eingeführt, der ein exosuit scheint das erreichen eines neuen Meilensteins, helfen den Anwendern gehen und laufen mit weniger Aufwand.
Der exosuit ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Forschern der Harvard University ‘ s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering der University of Nebraska in Omaha und Chung-Ang University in Seoul, Südkorea. Vielleicht genauer beschrieben werden als ein paar von exoshorts, das Gerät ist leicht, voll portabel, und meist aus einem flexiblen material (mit Ausnahme der Batterie-und motor-Einheit). Es arbeitet mit Motoren-pull-Kabel, die helfen, erweitern Sie die Hüften in einer naturalistischen und im Idealfall optimale Art und Weise wie wir uns bewegen unsere Beine, die sollten dann reduzieren Sie die Menge der Energie, die unser Körper aufwenden, um sich zu bewegen.
Vorherige exosuits konnte schon reduzieren die Energiekosten des Gehens, die nach Philippe Malcolm, ein Biomechanik-Experte an der Universität von Nebraska in Omaha und leitender Wissenschaftler an dem Projekt. Neuere, weiche exosuits in der Lage gewesen, dies zu tun, ohne das Gefühl der starre und Einschränkung Palette von Bewegung. Aber es ist schon weniger Glück in der Erstellung von portable-Technologie, die verbessert die Fähigkeit einer person zu führen, die sich in verschiedenen Gelenk-und Körperbewegungen als zu Fuß. Und obwohl ein typischer Mensch kann leicht übergang vom gehen zum laufen, von einem Augenblick, die gleiche war nicht wahr für die exosuits.
“Um In der Lage sein zu helfen, nicht nur laufen oder gehen, wir brauchten ein system,” Malcolm sagte Gizmodo per Telefon. Um über diese Hürde, erstellte das team einen Algorithmus, der erkennt, ob die person läuft oder laufen. Je nach Bewegung, schaltet es auf die benötigte “Kraft-Profil” für den exosuit, Ihre Arbeit zu tun.
Ein genauerer Blick auf die exosuit.Bild: J. Kim, et al, (Science)
Sobald Sie erstellt Ihren Prototypen, testet Sie es mit gesunden Probanden über verschiedene Fuß-und ausführen von Szenarien, einschließlich auf einem Laufband oder beim gehen bergauf. In diesen Studien ermittelten Sie, wie viel Energie der Freiwilligen, wurden die Ausgaben durch die Verfolgung, wie viel Sauerstoff die Sie benötigt, um zu atmen. Die Ergebnisse dieser Experimente, veröffentlicht Donnerstag in der Wissenschaft, sind bescheiden, aber beeindruckend.
“So fanden wir eine 9-prozentige Reduktion des Energieverbrauchs während des Gehens und eine 4-prozentige Reduktion beim laufen,” sagte Malcolm. “Es gibt höhere Reduzierungen durch andere Geräte, die helfen, nur mit dem gehen, oder nur mit dem laufen. Aber diese sind statistisch signifikant [Reduktionen]. Und Sie sind in einer Größenordnung, wo performance-Verbesserungen erwartet werden konnte.”
Die Kürzungen betragen konnte mit 17 oder 12 Pfund abgenommen, Ihre Taille, während Sie gehen oder laufen, beziehungsweise. Aber es muss mehr Forschung getan werden, um tatsächlich zu zeigen, dass die exosuit kann helfen, die Durchschnittliche person, die länger laufen oder schneller. Und es gibt noch reichlich Raum für Verbesserungen mit der aktuellen design. Zum Beispiel, wenn das Gerät wiegt jetzt 11 Kilo, das team arbeitet an einem system, das wiegt nur 6 Pfund.
Während die exoshorts erfordern einige Ausbildung zu verwenden, Sie sind nicht sehr kompliziert.
“Wir testeten das Gerät mit gesunden Menschen, die bereits ausgebildet für mehrere Sitzungen mit der eigentlichen Farbe, so dass Sie brauchen eine gewisse Zeit, um sich anzupassen und zu lernen, wie man nutzen aus dem system,” Malcolm hingewiesen. “[Aber] es gibt keine bestimmten Anweisungen. Sie setzen einfach alles in und zu Fuß, und führen Sie einige Zeit mit ihm.”
Für die Zeit dieser Forschung ist ein Blick in die Zukunft dieser Geräte, die modifiziert werden kann, die für verschiedene Zwecke und Funktionen, je nach situation. Exosuits mit Rückenlehne, könnte den Menschen besser helfen, schwere Lasten tragen, mit einem geringeren Risiko von Verletzungen, sagte Malcolm, während andere könnte dazu beitragen, Menschen mit Behinderungen besser zu Sanieren oder navigieren Sie auf Ihre eigenen.
Und wirklich in die sci-fi-Bereich, Sie kombinieren könnte exosuits mit anderen aufstrebenden Technologie: Implantate, die es ermöglichen, das Gehirn für die Kommunikation mit und die Bedienung von Geräten, wie Sie waren ein weiteres Glied. Diese Art von Kombination könnte eines Tages ermöglichen die Erstellung von “implantierbare neuroprothesen, die beeinflussen können, oder helfen, die menschliche Bewegung”, schrieb José L. Pons, eine biomechanische Ingenieur und wissenschaftlicher Vorsitz der Beine + Fuß Lab an der Shirley Ryan AbilityLab in Chicago in einem begleitenden editorial in der Zeitschrift Science.
Das ist nicht zu sagen, dass diese Anzüge sind nicht mit realen Auswirkungen bereits.
In diesem Sommer, dem Boston Firma ReWalk Robotics begann mit dem Verkauf eines soft exosuit-system zur physischen rehabilitation Kliniken, basierend auf einige der Technologie entwickelt von der Harvard-team. Die ReStore-Exo-Anzug, wie es genannt wird, wurde geklärt, wie ein medizinisches Gerät im Juni von der Food and Drug Administration zu helfen, mit der physikalischen Therapie der Menschen mit Behinderung der unteren Extremitäten, verursacht durch Schlaganfall. Der Anzug ist hauptsächlich auf die Knöchel, eher als die Hüfte, aber verwendet das gleiche Grundprinzip, Menschen dabei zu unterstützen, als Sie zu Fuß.
Korrektur: Dieser Artikel ursprünglich angegeben, dass José L. Pons war Leiter der Shirley Ryan AbilityLab in Chicago. Er ist in der Tat der wissenschaftliche Vorsitzende der Beine + Fuß Lab basiert auf Shirley Ryan AbilityLab. Gizmodo bedauert den Fehler.
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