Ученые из Гарварда разработали новый практичный экзоскелет
При упоминании термина «роботизированный экзоскелет» в нашем воображении всплывают картины тяжелого устройства с металлической рамкой и мощными двигателями, которые придают человеку суперсилу. В то время как данная точка зрения, безусловно, имеет право на существование, ученые из Гарвардского университета (США) разработали новый тип экзоскелета из гибкого материала, который делает устройство гораздо практичнее. Интересно, что DAPRA выделило 2,9 млн. долларов США на продолжение разработки технологии в Институте Висса при Гарвардском университете.
В отличие от традиционного подхода к созданию экзоскелета, так называемый «мягкий экзокостюм» (англ. “Soft Exosuit”) разработан не для того, чтобы повысить подъемную силу у человека, надевающего его. Вместо этого экзокостюм работает с мускулатурой, снижает риски травматизма, повышает выносливость и баланс даже у людей со слабыми мышцами. В каком-то смысле данный подход абсолютно отличается от предыдущих типов носимых роботизированных устройств. Теперь человек не ограничен возможностями экзоскелета: устройство работает с естественными движениями человека.
На самом деле, разработать машину, которая не будет мешать при ходьбе, было сложнее, чем можно себе это представить. Мягкий экзокостюм оснащен сетью тканевых ремней, и это только начало. Исследователям пришлось тщательно изучать то, как ходят люди, и определить, каким мускулам будет полезна дополнительная мощность, предлагаемая мягким экзокостюмом. Благодаря полученным знаниям о том, как работает биомеханика, исследователи решили использовать сеть кабелей для передачи мощности суставам. Аккумуляторы и двигатели расположены на талии во избежание того, чтобы жесткие компоненты мешали естественным движениям суставов.
Пользователю не нужно вручную настраивать то, как будет распределяться мощность, и не нужно идти только с одной скоростью, когда мягкий экзокостюм активирован. Машина должна работать с пользователем и никак иначе – помните об этом. Разработчики встроили датчики деформации по всей длине ремней, которые передают данные на микрокомпьютер для их расшифровки и определения необходимого уровня поддерживающей силы.
DAPRA включило этот проект в программу Warrior Web, которая направлена на поиски вариантов сокращения скелетно-мышечных травм у армейский служащих. Однако Гарвардские исследователи также ожидают, что эта технология будет полезна в гражданской среде. Любой, кому приходится много ходить на работе, может воспользоваться мягким экзокостюмом. Он более дешевый и комфортный, по сравнению с металлическими экзоскелетами. Его можно даже надевать под одежду, если аккумуляторы вместе с двигателями уменьшить или немного отодвинуть.
Мягкий экзокостюм, в конце концов, может оказать большое влияние на лечение людей с физическими недостатками. Исследователи хотят объединиться с клиниками для создания версии костюмов специально для этих целей.
По материалам ExtremeTech.
Анастасия Полянская nauka21vek.ru