Egzoskeleti na gležnjevima povećavaju brzinu hodanja i smanjuju potrošnju energije
Laboratorijski testovi na Sveučilištu Stanford pokazali su da optimizirani egzoskelet povećava brzinu hodanja za 40 posto. To bi moglo pomoći starijim ljudima da hodaju brzo i sigurno kao kad su bili mlađi
Nemogućnost brzog hodanja može biti frustrirajuća, posebno kod starijih ljudi. Inženjeri sa Sveučilišta Stanford uhvatili su se u kotac s tim problemom i testirali prototip egzoskeleta koji se pričvršćuje oko potkoljenice i gležnja. Htjeli su provjeriti pomaže li njihov izum ljudima da hodaju brže no inače.
Napajan motorima, upravljan algiritmom
Egzoskelet se izvana napaja motorima i upravlja algoritmom. Uz njegovu pomoć, sudionici testova u prosjeku hodali 42 posto brže nego kad su na nogama imali normalne cipele i nisu nosili egzoskelet. Rezultati ove studije objavljeni su u IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering.
U ovom početnom nizu eksperimenata sudionici su bile mlade, zdrave odrasle osobe. Istraživači sad planiraju testove ponoviti na starijim odraslima i provjeriti načine na koje bi se mogao poboljšati dizajn egzoskeleta. Također se nadaju da će na kraju stvoriti egzoskelet koji će biti funkcionalan i izvan laboratorija.
Istraživači sa Stanforda vjeruju da su egzoskeleti vrlo obećavajući alati uz čiju bi se pomoć mogla poboljšati tjelesna kvaliteta života, naročito starijih i teže pokretnih osoba.
Pet načina rada
Sustav je ispitan u emulatoru za isprobavanje različitih dizajna. Egzoskelet se pričvršćuje ispod koljena i u integriranu tenisicu. Pričvršćen je na motore koji povlače remen koji prolazi dužinom stražnje strane egzoskeleta. Kontroliran algoritmom, on vuče petu nositelja prema gore i usmjerava nožne prste prema dolje dok se odbijaju od tla.
Performanse egzoskeleta ispitane su u pet različitih načina rada. Povećanje brzine od 42 posto postignuto je postupkom "petlje". Algoritam je više puta prilagođavao postavke egzoskeleta dok je korisnik hodao, a za idealan rezultat bilo je potrebno odraditi 150 krugova prilagodbe u dva sata hodanja po pokretnoj traci.
Uz to što je povećao brzinu hodanja, način optimiziran za brzinu smanjio je i potrošnju energije za otprilike dva posto po prijeđenom metru. No to i nije bilo u središtu zanimanja ovog eksperimenta.
Istraživačima je u prvom planu bila provjera povećanja brzine pa ovaj put nisu previše marili za ostale podatke, poput udobnosti ili utroška energije. Međutim, sedam od 10 sudionika ne samo da je brže hodalo već je i trošilo manje energije, što daje naslutiti da bi potencijalni egzoskeleti doista učinkovito pomagali ljudima.
Bolje, brže, jače
Istraživači u sljedećim testiranjima više pažnje namjeravaju posvetiti upravo smanjenju potrošnje energije i većoj ugodnosti samog egzoskeleta. Pozabavit će i pitanjima smanjenjem boli u zglobovima i poboljšanjem ravnotežu.
Povećanje brzine od 40 posto veće je od razlike između brzine hoda mlađih i starijih odraslih osoba. To znači da bi takvi uređaji mogli ne samo vratiti s vremenom izgubljenu nego i povećati trenutnu brzinu hodanja osoba koje nose takve egzoskelete.
