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Motorisierte Hosen, um Soldaten und Schlaganfallopfern zu helfen
Ein weiches Exoskelett, das von Forschern in Harvard entwickelt wird, könnte es Soldaten ermöglichen, schwere Rucksäcke über lange Strecken zu tragen, oder Schlaganfallopfern helfen, sicherer zu gehen. Das Gerät, das dabei hilft, die Beine des Trägers nach vorne zu treiben, ist extrem leicht und effizient, und die dahinter stehenden Forscher erhielten kürzlich von der DARPA ein Stipendium in Höhe von 2,9 Millionen US-Dollar für die Entwicklung der nächsten Version.
Ein Geschirr aus Spandex und Nylon, gepaart mit ein paar Kabeln und Motoren, könnte Soldaten helfen, schwere Lasten weiter zu tragen.
Exoskelette verstärken die Kraft menschlicher Gliedmaßen und ermöglichen es dem Träger, schwerere Gegenstände zu tragen oder länger zu gehen. Es wurden mehrere beeindruckende Prototypen entwickelt, aber die große Herausforderung ist der Energieverbrauch der Geräte.
Der Harvard-Prototyp ist viel schlanker als die meisten Exoskelette. Es sieht aus wie ein Klettergurt aus Nylongewebe und Spandex, kombiniert mit Kabeln, die sich an den Beinen des Trägers entlangschlängeln.
Im Gegensatz zu einigen anderen Exoskeletten konnte es gelähmten Menschen nicht beim Gehen helfen (siehe Stand Alone). Aber Menschen mit Muskelschwäche, wie sie einen Schlaganfall erlitten haben, könnten es nutzen, um leichter zu gehen, und es könnte gesunden Menschen helfen, große Lasten weiter zu tragen.
Starre Exoskelette verwenden oft Hydraulik und Motoren, um das Gewicht einer Person zu tragen und das Heben zu erleichtern (siehe Iron Man-Like Skeleton Near Production ). Passivere Designs übertragen das Gewicht eines Rucksacks auf den Boden, was jedoch zu einem unnatürlichen Gang führen kann (siehe MIT Exoskelett trägt die Last).
Das Harvard-Exoskelett ist hocheffizient, da es die Kraft auf eine Weise aufbringt, die eng mit den natürlichen Bewegungen von Muskeln und Sehnen übereinstimmt. Sensoren überwachen die Bewegung des Trägers, und batteriebetriebene Motoren bewegen Kabel, um sie an der Ferse oder an einem Teil des Beins in der Nähe der Hüfte hochzuziehen – und fügen genau im richtigen Moment einen treibenden Zug hinzu, wenn der Träger nach vorne geht. Es ist ziemlich leicht, flexibel und konform, sagt Conor Walsh , Professor für Maschinenbau und Biomedizintechnik in Harvard. Es stört nicht das normale Gehen und die normale Bewegung.
Die Maschine ist so konzipiert, dass sie problemlos unter die Kleidung passt, und neuartige, weiche Sensoren aus Silikonkautschuk sind in den Anzug integriert. Die Sensoren, die in einem anderen Labor in Harvard entwickelt wurden, enthalten eingebettete Kanäle, die mit einer leitfähigen Flüssigkeit gefüllt sind, deren Widerstand sich ändert, wenn das Silikon gedehnt wird.
Um das Gerät noch effizienter zu machen, untersucht Walsh die menschliche Biomechanik und testet den Energieverbrauch der Menschen bei der Nutzung.
Er hofft auch auf Fortschritte bei Batterien, um die Belastung weiter zu verringern. Während eine Person mit der Energie in einem einzigen Keks 3,5 Meilen laufen kann, benötigt ein Elektrofahrrad eine Batterie, die zehnmal so viel wiegt, um die gleiche Strecke zurückzulegen. Energiespeicherung sei immer noch eine Herausforderung, sagt er.