Исследователи Сеульского университета разработали экзоскелет, корректирующий осанку тела. Вместо того, чтобы увеличивать силу человека, он контролирует его движения и ограничивает их, когда пользователь двигается неподходящим образом.
Главное назначение устройства — снижение травматизма при совершении подъёмных работ на заводах и складах. По словам исследователей, многие травмы, связанные с подъёмом, вызваны не только мышечной усталостью, но и неправильной позой. Люди предпочитают нагибаться вместо того, чтобы приседать. Это движение удобнее, но и менее безопасное.
В основе экзоскелета лежит механизм для блокировки и разблокировки сгибания бедра, не требующий источника питания. Верхняя часть спины соединена с ногами системой «сухожилий», состоящих из вертикальных тормозных тросов и горизонтальной резиновой ленты. Если бедро согнуто, а колено нет, тормозной трос мешает движению. Если колени разведены в стороны для приседания, угол наклона «сухожилий» меняется и экзоскелет «переключается» на поддержку резиновой лентой.
Устройство протестировали на десяти участниках, девять из которых по итогам ношения экзоскелета предпочитали приседать при подъёме тяжестей. Кроме того, авторы обнаружили снижение затрат метаболической энергии на 29,5% и снижение частоты сердечных сокращений на 13,6%. Это доказывает эффективность устройства в снижении усталости работника.
Авторы планируют коммерциализировать своё изобретение, но перед этим необходимо провести дополнительные исследования. Учёные указали, что будут испытывать экзоскелет в полевых условиях чтобы решить несколько вопросов. Например, авторы пока не установили долгосрочные последствия ношения экзоскелета.
Учёные хотят разработать несколько экзоскелетов для других сфер, таких как занятия в тренажёрных залах или реабилитационных центрах. Перед работой над проектами авторы проведут исследование для выявления индивидуальных паттернов движения для каждого вида физической деятельности. Их возьмут за основу для создания экзоскелетов.
Материалы работы опубликованы в статье «Body-powered variable impedance: An approach to augmenting humans with a passive device by reshaping lifting posture» в журнале Science Robotics DOI: 10.1126/scirobotics.abe1243.
