Учёные из Гарвардского университета по заказу DARPA разработали новый не вполне обычный экзоскелет. Обычно при слове «экзоскелет» мы представляем себе некоего робота-трансформера, в которого «вложен» человек. Такой экзоскелет может полностью взять на себя передвижение парализованного человека или помогать нормальному человеку переносить гораздо больший груз. Но эта конструкция выглядит совершенно по-другому.
Опубликованная в Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation статья представляет результаты испытаний совершенно необычного экзоскелета. Во-первых, он мягкий, а во-вторых, работает даже тогда, когда выключен.
Экзоскелет, разработанный под руководством Конора Уэлша (Conor Welsh), доцента инженерии и прикладных наук в Гарварде, представляет собой рюкзак с мотором, ремни и пояса на талии и бёдрах, а также систему тяжей, которые соединены с мотором и придают шагам дополнительную упругость.
В эксперименте приняли участие семь добровольцев, каждый из которых испытывал на беговой дорожке экзоскелет в трёх вариантах. Первый — включенный (режим EXO_ON), второй — выключенный (режим EXO_OFF), третий же режим был с небольшой «хитростью» — выключенный со снижением общей нагрузки на вес устройства (режим EXO_OFF_EMR). Во всех случаях, кроме последнего, добровольцы несли в рюкзаке примерно треть массы своего тела (в последнем случае – за вычетом массы экзоскелета). Одновременно с «прогулкой», которая длилась 6-9 минут, у испытуемых измеряли потребление энергии во время движения.
Испытания 2014 года
Испытание показало, что со включенным экзоскелетом человек тратит на 7,3 процента энергии меньше, чем с выключенным мотором и облегченной массой и на 14,2 процента с «просто» выключенным мотором.
Кроме этого, экзоскелет сам по себе уменьшает нагрузку на критически важные в дальних переходах зоны ног: на колени, щиколотки, а также бёдра. В будущем этот экзоскелет предполагается использовать, в первую очередь, в армии, однако «гражданское» применение его тоже возможно – для поздней реабилитации неврологических пациентов, когда возможность ходить уже восстановлена, но нагрузку всё ещё нужно уменьшать. Конечно, такая реабилитация возможна и с «обычными» экзоскелетами, но они стоят на порядок дороже.
A biologically-inspired multi-joint soft exosuit that can reduce the energy cost of loaded walking. Fausto A. Panizzolo, Ignacio Galiana, Alan T. Asbeck, Christopher Siviy, Kai Schmidt, Kenneth G. Holt and Conor J. Walsh in Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation
DOI: 10.1186/s12984-016-0150-9