Разработаны ботинки с пружинным механизмом, уменьшающим расход энергии при ходьбе. Об этом сообщает Nature News.
Наружный скелет, которым можно оснастить обычные кроссовки, не только не требует дополнительных источников энергии, таких как, например, элементы автономного питания электронных устройств, но и снижает энергозатраты организма на 7 процентов. Изобретение инженера Майкла Гольдфарба (Michael Goldfarb) из Университета Вандербильта (Vanderbilt University) в Нэшвиле, штат Теннесси, описано в журнале Nature (1 April, 2015). Как отмечает Nature News, “некоторые эксперты сомневаются в том, что для совершенствования движения человека мог остаться какой бы то ни было резерв, кроме катания на роликах, потому что механика человеческого тела сформировалась за миллионы лет эволюции”. Гольдфарб разрабатывал экзоскелет для людей с ограниченными возможностями. Его соавтор из Университета штата Северная Каролина в Роли (North Carolina State University in Raleigh) биоинженер и физиолог Грегори Савицки (Gregory Sawicki) напоминает, что повышать эффективность ходьбы с помощью различных приспособлений, например резиновых лент, изобретатели начали пытаться еще в конце XIX века. В экзоскелете для энергосберегающей и не требующей внешних источников энергии ходьбы задействован механизм, соотносящийся с анатомией и физиологией человека.
Когда человек поднимает ногу, чтобы сделать шаг вперед, в ахилловом сухожилии той ноги, что стоит на поверхности, энергия растяжения сохраняется. Эта энергия высвобождается, когда человек при отталкивании этой ногой поднимает пятку, и тогда тело перемещается вперед. “По сути, в нашей лодыжке находится катапульта”, — говорит Савицки. Для эффективного запасания энергии растяжения в ахилловом сухожилии расположенная выше него икроножная мышца должна оказывать сопротивление растяжению, и на это уходит большая часть энергии ходьбы. Экзоскелет, сделанный из невесомого материала на основе углерода, снабжен пружиной, которая соединяет заднюю часть стопы с местом на ноге под коленной впадиной, где она прикрепляется к механическому фиксатору. Когда ахиллово сухожилие начинает растягиваться, фиксатор, благодаря встроенному механизму, действует так, что пружина, подобно дополнительному сухожилию, растягивается и сберегает таким образом энергию сопротивления икроножной мышцы. Когда нога опускается, высвобождая энергию растяжения, фиксатор ослабляет натяжение пружины, подготавливая ее к новому циклу.
Экзоскелеты в настоящее время активно разрабатываются в разных научных центрах. В прогнозе Nature на 2014 год ожидалось скорое создание контролируемого мозгом экзоскелета, который позволил бы забивать мячи в цель людям со спинномозговыми поражениями.
Нет комментариев