Пациентам с нарушением кровообращения в ногах может помочь энергосберегающий робот-ремень
Основываясь на прошлых исследованиях, ученые из Университета Небраски в Омахе опубликовали новую работу в Science Robotics, где выдвинули гипотезу о новом способе экономии энергии. Она основана на методе биоинспирированной стратегии использования поясного ремня и принципе работы человеческих мышц во время обыкновенной ходьбы. «Биоинспирированная активность не идеальный вариант. Так, наше открытие отталкивается от прошлых и ставит акцент на биомеханических испытаниях, а не на попытках предсказать оптимальные стратегии» — говорит Прокопиос Антонеллис, главный автор нового исследования.
Так, ученые, проведя биомеханическое тестирование пациентов, использовали особый поясной робот-ремень для разработки персонализированной помощи. Исследование показывает, что стратегически рассчитанное натяжение поясного ремня, соединенного со шкивом, может помочь человеку тратить меньше энергии на каждый шаг во время ходьбы. Однако оптимальное время для этой тяги вперед стало неожиданностью.
«Когда мы передвигаемся, между шагами есть короткий период, когда одна нога останавливает свое движение, а другая готовится ускориться, чтобы сделать следующий шаг вперед. Наши исследования показывают, что это короткое окно, когда обе ноги стоят на земле, является лучшим моментом, чтобы применить силу, чтобы помочь ходьбе наиболее эффективно», — рассказывает Филипп Малькольм, доцент кафедры биомеханики. Устройство работает, обеспечивая синхронизированные тяги от моторизованного шкива, пока человек ходит по беговой дорожке. Поскольку для этого требуется только ношение поясного ремня, то выполнить индивидуальную настройку по сравнению с более сложными устройствами становится относительно легче.
Средняя скорость ходьбы человека — 90-120 шагов в минуту, что примерно 4-5,5 км/ч.