Il supporto di un'esotuta ha un effetto diverso su ogni persona. I ricercatori sono ora riusciti a dimostrarlo con l'aiuto di un tensiometro a onde di taglio.

Un team di ricercatori dell'Università del Wisconsin-Madison (UW) e dell'Università di Harvard ha utilizzato un tensiometro a onde di taglio per capire fino a che punto un exosuit fornisce all'utente un sollievo misurabile e benefici dal supporto meccanico. Il sensore è indossabile e fornisce dati in tempo reale. Con il suo aiuto, hanno scoperto che non è possibile sviluppare un sistema di controllo standardizzato per un exosuit che funzioni per tutti.

Affinché un exosuit funzioni, di solito deve essere adattato ai movimenti individuali del corpo dell'utente e alle sue attività nel mondo reale, al di là del laboratorio. Ad esempio, se si deve fornire un supporto quando si cammina, il supporto deve essere fornito al momento giusto per alleviare i muscoli del polpaccio e il tendine di Achille. Tuttavia, non è così facile capire quanto sia grande e preciso l'effetto, il team scientifico descrive il problema della ricerca nello studio "Modulation of Achilles tendon force with load carriage and exosuit assistance" pubblicato su Science Robotics. Per farlo, è necessario misurare direttamente i cambiamenti del carico sul tessuto muscolare e tendineo durante l'uso dell'esosuit.

Misurazione del carico con tensiometro a onde di taglio

Per ottenere questo risultato, i ricercatori hanno utilizzato un tensiometro a onde di taglio, un sensore indossabile che è stato sviluppato all'UW nel 2018. Il sensore viene applicato sulla pelle di chi lo indossa sopra un tendine, quindi non deve essere impiantato. Il tensiometro può essere usato per determinare la forza del tendine misurando i cambiamenti nelle caratteristiche di vibrazione del tendine, che variano quando il tendine è sollecitato dal movimento.

Il team di ricerca ha testato il sensore su otto soggetti di prova. I partecipanti allo studio erano giovani adulti sani. Inizialmente dovevano correre su un tapis roulant senza exosuit. Hanno portato diversi pesi in uno zaino per esercitarsi. Oltre a misurare diversi parametri biomeccanici, i ricercatori hanno utilizzato un tensiometro per misurare il carico sul tendine di Achille. Come i ricercatori avevano ipotizzato, il carico sul tendine è aumentato per tutti i partecipanti all'aumentare del peso nello zaino.

Hanno poi legato i soggetti del test a un exosuit di supporto fatto di tessuto morbido e di un attuatore per sostenere la caviglia e hanno ripetuto i test. Il team scientifico ha scoperto che i risultati variavano notevolmente: alcuni dei partecipanti hanno sperimentato una forza sui tendini di Achille come se non indossassero uno zaino, mentre per altri il carico cambiava solo leggermente.

Personalizzazione

Dylan Schmitz, dottorando e co-autore dello studio, attribuisce questo fatto alle differenze fisiche individuali tra le persone. Ogni persona reagisce in modo diverso al supporto alla deambulazione fornito dall'esterno. "Quindi non possiamo presumere che esista un sistema di controllo standardizzato per un exosuit che funzioni per tutti", afferma. Affinché un exosuit apporti i cambiamenti biomeccanici desiderati, è necessaria una personalizzazione precisa in base all'utente e all'ambiente in cui deve essere fornito il supporto. Il tensiometro può quindi essere utilizzato come strumento per effettuare le misurazioni corrispondenti. Ciò consente di personalizzare il controllo delle tute esotiche "in modo che funzionino efficacemente per i singoli utenti in ambienti diversi".

Fonte: Misurato: Le tute esotiche non funzionano bene per tutti allo stesso modo | heise online (07.12.2022)