Новый ортез научили питать носимые медицинские устройства

Группа студентов из Университета Райса (США) во главе с Хатсон Чилтон (Hutson Chilton) приспособили ножной

для выработки энергии при ходьбе. С соответствующим

можно ознакомиться на сайте университета.

Сферой применения устройства может стать подпитка различных портативных устройств медицинского назначения, включая кардиостимуляторы и, в перспективе, искусственные сердца.

Как отмечают создатели устройства, традиционные способы сбора энергии с шагающего человека, такие как пьезокристаллы или колебательные системы, встраиваемые в обувь, генерируют весьма умеренное количество энергии. Ранее созданная в том же университете система такого рода выдавала не более 0,4 Вт, в то время как новая разработка на базе ножного ортеза, с электрогенератором, расположенным районе колена, позволяет получать во время ходьбы до 4 Вт.

Регулярное сгибание-разгибание колена позволяет использовать генератор на базе обычного электродвигателя с вращением рабочей части. Электродвигатель не только упрощает и удешевляет подобную систему, но и существенно повышает её КПД в сравнении с альтернативными подходами. Проблемой таких устройств является неравномерная выработка электричества с пиками в момент сгибания колена и последующими провалами при разгибании. При использовании в литиевой батареи это может вызвать перегрев или возгорание аккумулятора, поэтому в схеме используется конденсатор, устойчивый к пиковым нагрузкам. Он накапливает фиксированные заряды от генератора и передает электричество аккумулятору небольшими порциями. 

Следует отметить, что мощности в 4 Вт, которые устройство может генерировать в настоящее время, не хватает для большинства режимов работы искусственного сердца, но достаточно для питания различных систем носимых медицинских сенсоров и кардиостимуляторов. Как отмечают разработчики, подобные системы генерации энергии при ходьбе могут иметь существенное практическое значение для таких организаций, как «Врачи без границ», которые оказывают медицинскую помощь в странах третьего мира без регулярного энергоснабжения.