Wsparcie egzokombinezonu ma inny wpływ na każdą osobę. Naukowcy byli teraz w stanie to udowodnić za pomocą tensjometru fal ścinających.
Zespół naukowców z Uniwersytetu Wisconsin-Madison (UW) i Uniwersytetu Harvarda wykorzystał tensjometr fali ścinającej, aby zrozumieć, w jakim stopniu egzokombinezon zapewnia użytkownikowi wymierną ulgę i korzyści z mechanicznego wsparcia. Czujnik można nosić na sobie i dostarcza on dane w czasie rzeczywistym. Z jego pomocą odkryli, że nie jest możliwe opracowanie znormalizowanego systemu kontroli dla egzokombinezonu, który działałby dla każdego.
Aby egzokombinezon działał, zwykle musi być dostosowany do indywidualnych ruchów ciała użytkownika i jego aktywności w prawdziwym świecie poza laboratorium. Na przykład, jeśli wsparcie ma być zapewnione podczas chodzenia, musi być ono zapewnione we właściwym czasie, aby odciążyć mięśnie łydki i ścięgno Achillesa. Jednak nie jest tak łatwo zrozumieć, jak duży i precyzyjny jest ten efekt, zespół naukowy opisuje problem badawczy w badaniu "Modulation of Achilles tendon force with load carriage and exosuit assistance" opublikowanym w Science Robotics. Aby to zrobić, zmiany obciążenia mięśni i ścięgien muszą być mierzone bezpośrednio podczas korzystania z egzokombinezonu.
Pomiary obciążenia za pomocą tensjometru fali ścinającej
Aby to osiągnąć, naukowcy wykorzystali tensjometr fali ścinającej, czujnik do noszenia, który został opracowany na UW w 2018 roku. Czujnik jest nakładany na skórę użytkownika nad ścięgnem, więc nie trzeba go wszczepiać. Tensjometr może być wykorzystywany do określania siły ścięgna poprzez pomiar zmian w charakterystyce drgań ścięgna, które zmieniają się, gdy ścięgno jest obciążone ruchem.
Zespół badawczy przetestował czujnik na ośmiu osobach. Uczestnikami badania byli zdrowi młodzi dorośli. Początkowo musieli biegać na bieżni bez egzokombinezonu. Nosili różne ciężary w plecaku, aby się wysilić. Oprócz pomiaru kilku parametrów biomechanicznych, naukowcy wykorzystali tensjometr do pomiaru obciążenia ścięgna Achillesa. Zgodnie z założeniami badaczy, obciążenie ścięgna wzrosło u wszystkich uczestników wraz ze wzrostem ciężaru w plecaku.
Następnie przypięli badanych do wspierającego egzokombinezonu wykonanego z miękkiego materiału tekstylnego i siłownika podtrzymującego kostkę i powtórzyli testy. Zespół naukowców odkrył, że wyniki były bardzo zróżnicowane: niektórzy uczestnicy doświadczyli siły na ścięgnach Achillesa tak, jakby nie mieli na sobie plecaka, podczas gdy dla innych obciążenie zmieniło się tylko nieznacznie.
Personalizacja
Dylan Schmitz, doktorant i współautor badania, przypisuje to indywidualnym różnicom fizycznym między ludźmi. Każda osoba inaczej reaguje na zewnętrzne wsparcie podczas chodzenia. "Nie możemy więc zakładać, że istnieje ustandaryzowany system kontroli dla egzokombinezonu, który działa dla wszystkich" - mówi. Aby egzokombinezon przyniósł pożądane zmiany biomechaniczne, wymagane jest precyzyjne dostosowanie w zależności od użytkownika i środowiska, w którym ma być zapewnione wsparcie. Tensjometr może być następnie wykorzystany jako narzędzie do przeprowadzenia odpowiednich pomiarów. Pozwala to na dostosowanie kontroli egzokombinezonów "tak, aby działały skutecznie dla poszczególnych użytkowników w różnych środowiskach".
Źródło: Zmierzone: Egzokombinezony nie działają równie dobrze dla wszystkich | heise online (07.12.2022)