Exoscheletele s-au limitat în mare parte la domeniul ficțiunii, apărând în filmele SF sau cu supereroi pentru a face personajele mai puternice, mai înalte sau mai distructive (în filmul lui James Cameron). Avatar, oarecum terifiant Costumul AMP servește ca un „amplificator al unui operator uman”, dar este într-adevăr mai mult ca o mașină de război umanoidă cu un om adevărat în interior). În ceea ce privește utilizările din lumea reală, exoskeletons au fost testate sau dezvoltate în industrii precum fabricarea de automobile, transportul aerian, militar, și de asistență medicală; acestea sunt în principal pentru a ajuta oamenii să ridice obiecte și materiale grele.
Un nou exoschelet are un scop diferit: ajuta oamenii să meargă. Dezvoltat de inginerii de la Stanford Biomechatronics Laboratory, dispozitivul este descris într-o lucrare publicată săptămâna aceasta în Natură. Pe scurt, este o cizmă motorizată care oferă purtătorilor un impuls înainte cu fiecare pas pe care îl fac. Ceea ce îl diferențiază, însă, este că funcția sa este adaptată fiecărei persoane care îl folosește, mai degrabă decât să fie standard la diferite înălțimi, greutăți și viteze de mers.
[Conținutul încorporat]
„Acest exoschelet personalizează asistența pe măsură ce oamenii merg în mod normal prin lumea reală”, a spus Steve Collins, profesor asociat de inginerie mecanică care conduce Laboratorul de biomecatronică Stanford, într-un comunicatul de presă. „Și a avut ca rezultat îmbunătățiri excepționale ale vitezei de mers și ale economiei de energie.”
Personalizarea este activată de un algoritm de învățare automată, pe care echipa l-a antrenat folosind emulatori, adică mașini care au colectat date despre mișcarea și cheltuielile de energie de la voluntarii care au fost conectați la ei. Voluntarii au mers cu viteze diferite în scenarii imaginate, cum ar fi încercarea de a prinde un autobuz sau de a face o plimbare printr-un parc.
Algoritmul a creat conexiuni între aceste scenarii și cheltuielile de energie ale oamenilor, aplicând conexiunile pentru a învăța în timp real cum să-i ajute pe purtători să meargă într-un mod care le este de fapt util. Când o persoană nouă se îmbracă, algoritmul testează un model diferit de asistență de fiecare dată când merge, măsurând modul în care mișcările se schimbă ca răspuns. Există o curbă scurtă de învățare, dar, în medie, algoritmul a reușit să se adapteze eficient la noii utilizatori în doar o oră.
Exoscheletul funcționează prin aplicarea unui cuplu la gleznă, înlocuind o parte din funcția mușchiului gambei purtătorului. Pe măsură ce utilizatorii fac un pas, chiar înainte ca degetele de la picioare să fie pe cale să părăsească pământul, dispozitivul îi ajută să se îndepărteze. A funcționat destul de bine; în medie, oamenii au mers cu 9% mai repede decât de obicei, în timp ce consumau cu 17% mai puțină energie. În comparații directe pe o bandă de alergare, exoscheletul a oferit aproximativ de două ori reducerea efortului față de dispozitivele similare.
Reducerea efortului necesar pentru a merge nu este, în general, un obiectiv pe care majoritatea dintre noi ar trebui să-l urmărească; dacă ceva, americanii au nevoie de opusul. Însă echipa care a dezvoltat exoscheletul consideră că acesta este folosit pentru a ajuta persoanele cu deficiențe de mobilitate, inclusiv persoanele în vârstă sau cu dizabilități.
„Cred că în următorul deceniu vom vedea aceste idei de personalizare a asistenței și portabilitate eficientă exoskeletons ajuta mulți oameni să depășească provocările legate de mobilitate sau să-și mențină capacitatea de a trăi o viață activă, independentă și plină de sens”, a spus autorul studiului și cercetător în bioinginerie Patrick Slade. comunicatul de presă.
Având în vedere că exoscheletul este în prezent în stadiul de prototip, nu va ajunge la o bază mai largă de utilizatori foarte curând. În plus, până acum a fost testat doar pe adulți sănătoși în vârstă de 20 de ani, așa că ar trebui făcute noi teste și ajustări pentru persoanele care au nevoie de ajutor pentru mers pe jos.
Echipa intenționează, de asemenea, să proiecteze iterații care ajută la îmbunătățirea echilibrului purtătorilor și chiar la reducerea durerilor articulare. Sunt optimiști cu privire la potențialul dispozitivului lor. „Cred că această tehnologie va ajuta mulți oameni.” a spus Collins.
Credit imagine: Universitatea Stanford/Kurt Hickman
