Toto zariadenie fungujúce bez batérií predstavili vedci v žurnále Nature. Exoskeleton dáva každému kroku extra pružnosť, čím znižuje metabolickú spotrebu energie až o sedem percent oproti chôdzi v bežných športových topánkach.
Nový vynález by mohol pomôcť tak zdravým ľuďom, ktorí trávia veľa času na nohách, ako aj tým, ktorých možnosti chôdze sú z rôznych zdravotných príčin obmedzené.
Aby zlepšili prírodou dané schopnosti, vedci z North Carolina State University a Carnegie Mellon University testovali efektívnosť ľahkého zariadenia na podkolennú časť nohy, ktoré je postavené na pružine. Je vyrobené z uhlíkových vlákien a pracuje v tandeme s lýtkovými svalmi a achilovkou. Celý prístroj váži 500 gramov a nie je nijako motorizovaný, teda nemusí byť pripojený k batérii alebo inému zdroju energie.
„Tento nemotorizovaný exoskeleton je niečo ako katapult. Je v ňom pružina, ktorá napodobňuje fungovanie Achillovej šľachy a pracuje v súčinnosti s lýtkovými svalmi, čím znižuje záťaž, ktorej sú vystavené,“ vysvetľuje Gregory Sawicki, odborník na biomedické inžinierstvo a pohybovú fyziológiu z North Carolina State University. „V zariadení je zabudovaná aj akási spojka, ktorej úlohou je zabezpečiť, aby pružina pracovala len vtedy, keď je chodidlo na zemi. Tým pružina skladuje a následne uvoľňuje elastickú energiu. Po vykročení zase spojka pružinu uvoľní, aby sa dosiahla voľnosť pohybu pri presune nohy k ďalšiemu kroku.“
Exoskeleton vedci skúšali na deviatich zdravých dobrovoľníkoch. Zariadenie mali nasadené na oboch nohách a keď si naň zvykli, kráčali normálnym tempom na bežiacom páse. Rovnaké osoby potom na porovnanie kráčali po páse už bez exoskeletonu. To sa opakovalo viackrát, pretože vedci potrebovali zistiť, ako má byť pružina tuhá. Ukázalo sa, že najprínosnejšia je stredná tuhosť. Ak bola pružina príliš mäkká alebo tvrdá, tak chôdzu skôr sťažovala alebo neprinášala nijaký prínos.
„Zníženie spotreby energie o sedem percent je niečo, ako by si dal človek z pliec dole päťkilový batoh. To je už citeľný prínos,“ uviedol Sawicki. „Je trochu prekvapujúce, že sa nám podarilo zlepšiť danosti získané dlhoročnou evolúciou. No táto štúdia je dôkazom, že ešte sa máme čo učiť o ľudskej biomechanike aj pri takých bežných činnostiach, ako je chôdza. Verím, že už čoskoro budeme môcť vyrobiť jednoduché, ľahké a relatívne ľahké exoskeletony, ktoré pomôžu napríklad starším alebo iným ľuďom s obmedzenou schopnosťou pohybu,“ dodal výskumník.