Forscher haben einen neuen Exoskelett-„Stiefel“ entwickelt, der Menschen dabei helfen kann, schneller zu gehen. Der Stiefel, der aussieht wie ein Gipsverband mit Drähten, die an der Rückseite des Beins des Trägers hochlaufen, kann die Gehgeschwindigkeit um bis zu 10 Prozent erhöhen und 17 Prozent Energiekosten einsparen – so viel wie das Ablegen eines 10-Kilogramm-Rucksacks.
Das System arbeitet mit genau getakteten Elektromotoren, die beim Gehen ein Drehmoment auf das Beingelenk übertragen können. Bei der effektiven Entwicklung dieses Systems gab es Herausforderungen: Die Gehgeschwindigkeit einer Person variiert im Laufe eines Tages stark, und der Gang jeder Person – die spezifische Art, wie sie geht – ist einzigartig, sodass sich der Roboter an den Benutzer anpassen und anpassen kann Die Unterstützung muss trägerspezifisch berechnet werden.
Der Gang einer Person kann so einzigartig sein, dass er tatsächlich verwendet werden könnte, um jemanden zu identifizieren.
Andere Schwierigkeiten treten auf, wenn versucht wird, sich darauf einzustellen, wie die Person ihr Verhalten ändern könnte, während sie den Stiefel trägt – bekannt als „Human-in-the-Loop“-Optimierung.
Die Forscher vom Department of Mechanical Engineering in Stanford sammelten physiologische Daten als Feedback, um zu steuern, wie der Stiefel am besten hilft, und fügten einen adaptiven Controller hinzu, der auf die Veränderungen in der Art und Weise reagiert, wie eine Person im Laufe des Tages geht.
In Zukunft könnte der Roboterstiefel angepasst werden, um bei anderen Bewegungen wie Treppensteigen und Navigieren in schwierigem Gelände zu helfen. Die Forschung wurde in Nature veröffentlicht.
Exoskelette wurden in der Vergangenheit verwendet, um erstaunliche Leistungen zu erbringen; Ein Tetraplegiker, der die Kontrolle über alle vier Gliedmaßen verloren hatte, konnte sich mithilfe eines von seinem Verstand gesteuerten Exoskeletts wieder bewegen.
Der Versuchsanzug hat das Potenzial, die Autonomie und Lebensqualität der Patienten zu verbessern, da der Mann laufen, Computerspiele spielen und vieles mehr konnte. Der Patient, ein 30-Jähriger, der nur als Thibault bekannt ist, beschrieb es als „den ersten Mann auf dem Mond“.
Quelle: Wissenschaftler bauen ein futuristisches Exoskelett, das Menschen schneller laufen lässt | The Aktuelle News (17.10.2022)
