L'invenzione di questo esoscheletro potrebbe cambiare il modo in cui ci alleniamo e corriamo

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Greg Sawicki è professore associato di automazione e meccatronica presso la Georgia Tech. Il suo lavoro si concentra sugli esoscheletri robotici degli arti inferiori progettati per aumentare la locomozione umana. In altre parole, sta cercando di rendere più facile camminare e correre con l'aiuto, ad esempio, di un tendine di Achille esterno. Sogna di superare tre ore di maratona un giorno, aiutato da una delle sue stesse invenzioni, ed è per questo che è entusiasta di un recente annuncio di colleghi ricercatori che potrebbe aiutare a realizzare il suo sogno prima di quanto ritenesse possibile.

A ottobre, un team di ingegneri biomedici iraniani ha pubblicato uno studio nelle transazioni IEEE su Sistemi neurali e ingegneria della riabilitazione , una rivista pubblicata dalla IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Nello studio, hanno dettagliato la creazione di un dispositivo che rende più facile invertire la direzione delle gambe durante la corsa, riducendo il tasso metabolico necessario per correre dell'8%. Fino a questa invenzione, gli esoscheletri motorizzati avevano ottenuto solo una riduzione del tasso metabolico di poco più del 5% e le scarpe del 4% circa.

"Ciò che lo rende così eccitante", afferma Sawicki, "è che richiede un sistema già efficiente, la gestione umana, e lo rende ancora migliore senza aggiungere alcuna energia esterna". Come una riduzione dell'8% del tasso metabolico possa influenzare il ritmo del miglio è difficile da dire, dice Sawicki, ma la cosa principale è che potrebbe ridurre l'affaticamento dei corridori nel tempo. Ciò potrebbe portare a tempi più rapidi sulle lunghe distanze e consentire ai corridori anziani di continuare ad allenarsi più avanti nella vita.

"Quando invecchiamo, i nostri tendini diventano più noodle", dice Sawicki. Questi cambiamenti di rigidità possono aumentare il costo energetico della corsa. I ricercatori biomedici hanno studiato l'uso delle molle per fare parte dell'accumulo di energia e del ritorno che fanno i nostri tendini.

Sembra logico, ma gli ingegneri hanno cercato senza successo per oltre 100 anni di creare una molla così priva di potenza. Sawicki afferma che la tecnologia di imaging ha consentito una migliore comprensione della relazione tra muscoli e tendini che ha portato a questa svolta. "Ci sono meccanismi a molla nel corpo umano che fanno in modo che i nostri muscoli, le nostre fonti di energia, non debbano fare altrettanto", afferma Sawicki. Anche se eravamo soliti pensare ai muscoli come a una fonte di energia, "molti muscoli in realtà agiscono come frizioni per trattenere i tendini, che sono come molle, quindi i muscoli non si comportano molto come motori o motori".

Ad esempio, "i muscoli del polpaccio non fanno molta iniezione di energia", dice Sawicki. “Ogni volta che fai un passo, i muscoli del polpaccio si attivano per trattenere il tendine di Achille. Quindi immagina che il tuo tendine di Achille venga stressato dallo slancio del tuo corpo, e poi quel tendine ti restituisce lo slancio proprio al momento giusto per spingerti via."

L'invenzione dell'esoscheletro iraniano è importante perché può inaugurare una nuova era di studi condotti al di fuori del laboratorio, portando ad applicazioni più pratiche (pensate:militare, lavoro fisico) che teoriche. Per quanto riguarda ciò che significa per gli atleti, "le regole dovranno cambiare", afferma Sawicki. Pensala come la differenza tra nuotare con una muta e senza muta. Questo esoscheletro in particolare non sarebbe facile da nascondere:sembra un grande quadrilatero che esce dalla parte posteriore della tua vita.

Ma i ricercatori sono già al lavoro su esoscheletri morbidi che potrebbero eventualmente essere nascosti sotto un normale abbigliamento da corsa o integrati in abiti da corsa. Quando ciò accade, Sawicki sta fissando un lasso di tempo di cinque anni su di esso, gli atleti potrebbero semplicemente iscriversi alle gare in una nuova categoria "aumentata".

Il kicker per i triatleti:"Potrei immaginare che funzioni anche per il nuoto", afferma Sawicki. "Potresti adottare un movimento di calcio che potrebbe trarre vantaggio da qualcosa del genere."

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