Pergelangan kaki robot lebih baik dari pegas

Didukung oleh motor, exoskeleton mengurangi biaya energi untuk menjalankan sebesar 15% dibandingkan dengan berjalan tanpa exoskeleton, menurut Stanford University, tempat penelitian berlangsung. Sedangkan jika exoskeleton diaktifkan untuk meniru pegas, berlari adalah 11% lebih sulit daripada menjalankan exoskeleton-free.

"Ketika orang berlari, kaki mereka berperilaku seperti pegas, jadi kami sangat terkejut bahwa bantuan seperti pegas tidak efektif," kata insinyur mesin Stanford Steve Collins. "Kita semua memiliki intuisi tentang bagaimana kita berlari atau berjalan tetapi bahkan para ilmuwan masih menemukan bagaimana tubuh manusia memungkinkan kita untuk bergerak secara efisien."

Dipasang tanpa daya, exoskeleton menjadikannya 13% lebih sulit untuk dijalankan daripada yang tidak dilengkapi, sehingga bantuan 'pegas' hanya 2% lebih mudah daripada exoskeleton yang tidak bertenaga.

Ada satu exoskeleton per kaki, dioperasikan oleh motor jarak jauh melalui kabel Bowden.

Masing-masing adalah akting tunggal, menarik secara paralel dengan tendon Achilles, dengan kerangka serat karbon yang diputar (di pergelangan kaki) di sekitar tulang kering dan kaki yang memindahkan gaya ini ke gaya ke bawah di bawah bola kaki, tanpa memerlukan kaki atau pergelangan kaki yang membutuhkan. terlibat.

Dalam mode pegas, sistem menirukan pegas yang berjalan sejajar dengan betis, menyimpan energi selama awal langkah dan mengeluarkan energi itu saat jari-jari kaki lepas.

Dalam mode bertenaga, ini membantu memperpanjang pergelangan kaki pada akhir langkah berjalan.

“Bantuan yang kuat melepaskan banyak energi dari otot-otot betis. Itu sangat kenyal dan sangat goyang dibandingkan dengan lari normal, ”kata peneliti Delaney Miller. “Berbicara dari pengalaman, itu terasa sangat enak. Ketika perangkat memberikan bantuan itu, Anda merasa seperti Anda bisa berlari selamanya. "

Sebelas pelari menguji pergelangan kaki exoskeleton, dengan masing-masing digunakan untuk menggunakannya. Dalam setiap kasus, respons exoskeleton disesuaikan dengan siklus dan fase kiprah individu. Output energik manusia dinilai dengan mengukur kadar oksigen dan karbon dioksida pernapasan.

Menurut universitas, penghematan energi menunjukkan bahwa exoskeleton bertenaga dapat meningkatkan kecepatan lari hingga 10%.

"Anda hampir dapat menganggapnya sebagai moda transportasi," kata insinyur mesin Guan Rong Tan. "Kamu bisa turun dari bus, menampar exoskeleton, dan menempuh jarak satu hingga dua mil terakhir untuk bekerja dalam lima menit tanpa berkeringat."

Universitas Stanford bekerja dengan Universitas Carnegie Mellon, Universitas Ghent dan Nike.

Pekerjaan ini tercakup dalam ‘Meningkatkan ekonomi energi dari menjalankan manusia dengan bantuan exoskeleton pergelangan kaki bertenaga dan tidak berdaya‘ diterbitkan oleh Science Robotics.

Kredit gambar: Farrin Abbott