Пружинный экзоскелет поможет людям бегать в полтора раза быстрее
Принцип, позаимствованный у велосипеда, поможет людям разогнаться до скорости около 75 километров в час.
Экзоскелеты могут не только помочь в ходьбе людям с проблемами опорно-двигательного аппарата. Они способны еще заметно увеличить скорость передвижения здорового человека. При правильном перераспределении усилий человек в подобном экзоскелете мог бы бежать со скоростью около 21 метра в секунду — то есть примерно 75 километров в час. Такие расчеты приведены в статье, опубликованной в Science Advances.
Пока это лишь теоретические данные, но команда ученых уже в следующем году готова представить прототип пружинного экзоскелета, который поможет людям разогнаться до такой скорости. «Наш результат может привести к появлению нового поколения дополняющих устройств <…> для спортивных соревнований, спасательных операций и правоохранительных органов, где люди смогут выиграть благодаря увеличению скорости движения», — утверждают авторы работы Аманда Сутрисно и Дэвид Джей Браун.
Идею пружинного экзоскелета исследователям подсказали велосипеды. Когда человек бежит, его ноги большую часть времени (около 80%) находятся в воздухе и не выполняют никакой полезной работы. В случае с велосипедом все совсем не так: одна из ног практически в любой момент времени толкает педаль, передавая это усилие на колеса.
Чтобы исправить это, Браун и Сутрисно провели компьютерное моделирование ряда устройств, учитывая сопротивление воздуха, предел мощности человеческих ног и количество энергии, которое теряется при касании ногой земли. Исследователи пришли к выводу, что необходимый импульс для увеличения скорости бега может дать пружинное устройство.
Когда бегун поднимает и сгибает ногу, в пружине накапливается энергия. При движении ноги вперед пружина остается сжатой. В тот момент, когда стопа касается земли, энергия пружины высвобождается, помогая человеку сильнее оттолкнуться и двигаться быстрее. Такой принцип позволяет выполнять работу и в «воздушной фазе бега». Еще один принцип, позаимствованный у велосипеда, — наличие передач. В пружинном экзоскелете это реализовано посредством механизма, который постоянно сокращает сжимаемый объем, — ведь более короткие пружины жестче.
Исследователи надеются завершить демонстрационную модель уже в следующем году, но признают, что для доведения механизма до ума понадобится еще несколько лет. «На раннем этапе это будет выглядеть как экзоскелет, но на более поздних этапах <…> как обувь», — говорит Дэвид Джей Браун.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии