Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Gli esoscheletri della caviglia possono drasticamente diminuire il costo energetico di funzionare, ritrovamenti di studio

Funzionare è grande esercizio ma non ognuno ritiene le grande farlo. Nelle speranze dell'amplificazione dell'attività fisica - e possibilmente di creazione del modo nuovo di trasporto - gli ingegneri alla Stanford University stanno studiando le unità che la gente potrebbe attaccare ai loro cosciotti per fare più facile corrente.

Negli esperimenti con i sistemi azionati da motore che imitano tali unità - emulatori chiamati dell'esoscheletro - i ricercatori hanno studiato i due modi differenti di assistenza corrente: assistenza azionata da motore ed assistenza sorgenta sorgente. I risultati, pubblicati il 25 marzo in robotica di scienza, erano sorprendenti.

Il mero atto di uso dell'impianto di perforazione dell'esoscheletro che è stato spento ha aumentato il costo energetico di funzionare, rendente 13 per cento più duri del funzionamento senza l'esoscheletro. Tuttavia, gli esperimenti hanno indicato che, se alimentato giustamente da un motore, l'esoscheletro ha diminuito il costo energetico di funzionare, rendente 15 per cento più facili del funzionamento senza l'esoscheletro e 25 per cento più facile del funzionamento con l'esoscheletro spento.

Al contrario, lo studio ha suggerito che se l'esoscheletro fosse alimentato per imitare una sorgente c'fosse ancora un aumento nella domanda di energia, rendente 11 per cento più duri del funzionamento senza esoscheletro e soltanto 2 per cento più facile dell'esoscheletro non a forza.

Quando l'esecuzione della gente, i loro cosciotti si comporta molto come una sorgente, in modo da noi molto sono stati sorpresi che l'assistenza sorgenta sorgente non era efficace. Tutti abbiamo un'intuizione circa come funzioniamo o passeggiata ma anche gli scienziati principali ancora stanno scoprendo come il corpo umano permette che noi ci muoviamo efficientemente. Ecco perché sperimenta come questi sono così importante.„

Steve Collins, professore associato di ingegneria meccanica a Stanford ed autore senior del documento

Se le progettazioni future potessero diminuire il costo energetico di uso dell'esoscheletro, i guide possono ottenere un piccolo vantaggio da assistenza sorgenta sorgente alla caviglia, che si pensa che sia più economica delle alternative azionate da motore.

Potenza del vostro punto

Il fotogramma delle cinghie dell'emulatore dell'esoscheletro della caviglia intorno allo stinco dell'utente. Fissa alla scarpa con una corda avvolta sotto il tallone e una barra della fibra del carbonio inseriti nel solo, vicino al dito del piede. I motori situati dietro la pedana mobile (ma non sull'esoscheletro stesso) producono i due modi di assistenza - anche se un esoscheletro sorgente sorgente realmente non utilizzerebbe i motori nel prodotto finito.

Mentre il nome implica, il modo sorgente sorgente imita l'influenza di un essere equivalente della sorgente al vitello, memorizzante l'energia durante l'inizio del punto e scaricando quell'energia come le dita del piede spinga fuori. Nel modo alimentato, i motori tirano un cavo che passa la parte posteriore dell'esoscheletro dal tallone al vitello. Con atto simile ad un cavo del freno della bicicletta, tira verso l'alto durante il dito del piede-fuori per contribuire ad estendere la caviglia alla conclusione di un punto corrente.

“L'assistenza alimentata ha decollato il molto carico di energia dei muscoli del vitello. Era molto elastica e molto rimbalzante confrontato a funzionamento normale,„ ha detto Delaney Miller, un dottorando a Stanford che sta lavorando a questi esoscheletri e prova anche d'aiuto le unità. “Parlare dall'esperienza, quella ritiene realmente buon. Quando l'unità sta fornendo quell'assistenza, ritenete come voi potreste funzionare per sempre.„

Undici guide sperimentati hanno verificato i due tipi di assistenza mentre funzionavano su una pedana mobile. Egualmente hanno completato le prove in cui hanno indossato il hardware senza c'è ne dei meccanismi di assistenza accesi.

Ogni guida ha dovuto essere abituato all'emulatore dell'esoscheletro prima della prova - e la sua operazione è stata personalizzata per accomodare il loro ciclo e fasi di andatura. Durante le prove reali, i ricercatori hanno misurato l'output energetico dei guide attraverso una maschera che ha tenuto la carreggiata quanto ossigeno stavano inspirando e quanto anidride carbonica stavano espirando. Le prove per ogni tipo di assistenza hanno durato sei minuti ed i ricercatori hanno basato i loro risultati sugli ultimi tre minuti di ogni esercizio.

I risparmi energetici i ricercatori osservati indicano che un guida che usando l'esoscheletro alimentato potrebbe amplificare la loro velocità vicino fino a 10 per cento. Quella cifra potrebbe essere ancora più elevata se i guide hanno tempo supplementare per la formazione e l'ottimizzazione. Dato i considerevoli guadagni coinvolgere, i ricercatori ritengono che dovrebbe essere possibile trasformare lo scheletro autoalimentato in un'efficace unità untethered.

Il futuro

Fornendo il supporto fisico, la fiducia e la velocità possibilmente aumentata, i ricercatori pensano che questo genere di tecnologia potrebbe aiutare la gente in vari modi.

“Potete quasi pensare come modo di trasporto,„ ha detto Guan Rong Tan, un dottorando in ingegneria meccanica che, come Miller, sta continuando questa ricerca. “Potreste scendere un bus, schiaffeggiare su un esoscheletro e riguardare l'ultimo un--du'alle miglia per lavorare in cinque minuti senza rompere un sudore.„

“Questi sono i più grandi miglioramenti nell'economia di energia che abbiamo veduto con tutta l'unità utilizzata per assistere il funzionamento,„ hanno detto Collins. “Così, probabilmente non state andando potere utilizzare questo per un tempo di qualificazione in una corsa, ma può permettere che continuiate con i vostri amici che eseguono un poco più velocemente di voi. Per esempio, mio fratello minore ha eseguito la maratona di Boston ed amerei potere stare al passo con lui.„