NSF Haberler

Mühendisler, ayak bileği dış iskeletinin yürüme hızını büyük ölçüde artırabileceğini keşfetti

Hızlı yürüyememek sinir bozucu ve problemli olabilir, ancak özellikle insanlar yaşlandıkça yaygın bir sorundur. İstenilenden daha yavaş yürümenin yaygınlığına dikkat çeken mühendisler, Stanford Üniversitesi geliştirdikleri prototip bir dış iskelet sisteminin – kaval kemiğinin çevresine ve koşu ayakkabısına bağlanan – deneysel bir ortamda insanların yürüme hızını ne kadar iyi artırdığını test ettiler.

Dış iskelet motorlar tarafından harici olarak çalıştırılır ve bir algoritma tarafından kontrol edilir. Araştırmacılar bunu hız için optimize ettiğinde, katılımcılar normal ayakkabılar giydikleri ve dış iskeletsiz oldukları zamana göre ortalama %42 daha hızlı yürüdüler. sonuçları ABD Ulusal Bilim Vakfı-finansmanlı çalışma yayınlandı Sinir Sistemleri ve Rehabilitasyon Mühendisliği Üzerine IEEE İşlemleri.

Stanford’da makine mühendisi ve makalenin kıdemli yazarı Steve Collins, “Dış iskelet yardımı ile yürüme hızımızı artırabileceğimizi umuyorduk, ancak bu kadar büyük bir gelişme bulduğumuza gerçekten şaşırdık – %40 çok büyük” dedi.

Bu ilk deney seti için katılımcılar genç, sağlıklı yetişkinlerdi. Etkileyici sonuçları göz önüne alındığında, araştırmacılar daha yaşlı yetişkinlerle gelecekte testler yapmayı ve dış iskelet tasarımının iyileştirilebileceği başka yollara bakmayı planlıyorlar. Ayrıca laboratuvar dışında çalışabilecek bir dış iskelet yaratmayı umuyorlar.

Makalenin baş yazarı Seungmoon Song, “Araştırma misyonu, biyomekanik bilimini ve insan hareketinin arkasındaki motor kontrolü anlamak ve bunu insanların günlük yaşamdaki fiziksel performansını artırmak için uygulamaktır” dedi. “Dış iskeletler, fiziksel yaşam kalitesinde bu artışı sağlayabilecek çok umut verici araçlardır.”

Test edilen ayak bileği dış iskelet sistemi, farklı tasarımları denemek için bir test yatağı görevi gören deneysel bir öykünücüdür. Üst baldırın çevresine ve katılımcının giydiği entegre bir koşu ayakkabısına bağlanan bir çerçeveye sahiptir. Yürüme yüzeyinin yanında oturan ve dış iskeletin arkası boyunca uzanan bir ipi çeken büyük motorlara bağlıdır. Bir algoritma tarafından kontrol edilen ip, kullanıcının topuğunu yukarı doğru çekerek, yerden iterken bir parmağını aşağı doğru çevirmesine yardımcı oluyor.

Yürüme hızında %42’lik bir artışla sonuçlanan hız için optimize edilen mod, döngüdeki insan süreciyle oluşturuldu. Bir algoritma, her ayarlamada kullanıcının hızını artırmak amacıyla, kullanıcı yürürken dış iskelet ayarlarını tekrar tekrar ayarladı. Hız açısından optimize edilmiş çalışma modunu bulmak, yaklaşık 150 tur ayarlama ve kişi başına iki saat sürdü.

NSF’nin Mühendislik Müdürlüğü program direktörü Irina Dolinskaya, “Robot ve dış iskeletlerdeki gelişmeler, fiziksel kısıtlamaları ve engelleri olan insanlara fayda sağlıyor” dedi. “Bu araştırmacılar tasarımlarını geliştirmeye ve testleri daha geniş bir popülasyona yaymaya devam ettikçe, bu robotik ayak bileği dış iskeleti, felçle ilişkili hareket bozuklukları olan insanlara yardımcı olma konusunda büyük bir potansiyele sahip.”

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir