27.03.2020
Денис Гордеев

Пружинный экзоскелет поможет людям бегать в полтора раза быстрее

3.3

Принцип, позаимствованный у велосипеда, поможет людям разогнаться до скорости около 75 километров в час.

экзоскелет, пружина
Новый экзоскелет позволит человеку бежать почти со скоростью велогонщика / Sutrisno & Braun, Science Advances, 2020

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.

Иллюстрация принципа работы устройства / Sutrisno & Braun, Science Advances, 2020

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

Позавчера, 15:57
Илья Ведмеденко

В Сеть выложили новые изображения мощнейшего в истории Китая авианосца, который находится на заключительной стадии строительства. Кроме того, художник детально изобразил авиагруппу, состоящую из перспективных истребителей пятого поколения.

12 часов назад
Ольга Иванова

Международная группа ученых пришла к выводу, что употребление жирных кислот, содержащихся в орехах, семенах, сое и растительном масле, снижает риск смерти от всех причин, в том числе от сердечно-сосудистых заболеваний.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

12 октября
Елена Синицкая

Управление древностей Израиля обнародовало итоги раскопок огромного винодельческого комплекса. На нем в византийское и раннеисламское время делали виноградное вино, которым снабжали многие страны Средиземноморья.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

22 сентября
Илья Ведмеденко

Видео демонстрирует концепцию, известную как Rapid Dragon. Крылатые ракеты сбросили из самолетов C-17 и EC-130: предполагается, что это позволит повысить ударную мощь США.

24 сентября
Василий Парфенов

Недавно основанный стартап Success Rockets объявил о первых полноценных летных испытаниях своей суборбитальной ракеты Nebo 25. Запуск пройдет в ноябре, его цель — установить новый национальный рекорд по высоте полета среди частных компаний.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: