Экзоскелет для лодыжки спрятали под штанину

Инженеры разработали экзоскелет для лодыжки, который не требует источника питания и обладает небольшими размерами, благодаря чему помещается под штанину, что, по мнению авторов, повышает шансы на использование технологии в реальности. Статья опубликована в IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering.

Как правило, большинство современных разработок в области экзоскелетов посвящено усилению какой-то конкретной части тела (полноразмерные экзоскелеты, такие как Guardian XO, — скорее исключение). Например, экзоскелет для ног может облегчить ходьбу, что может быть актуально для почтальонов, работников торговли, солдат и даже для пожилых людей. Впрочем,  когда речь идет о гражданском применении медицинских приспособлений, непривычный внешний вид может отпугнуть от людей от повседневного использования (дизайнеры пытаются сделать симпатичнее даже пробки для колостомы).

Инженеры во главе с Карлом Зеликом (Karl E. Zelik) из Университета Вандербильта решили эту проблему, разработав компактный экзоскелет для лодыжки, который при этом не требует источника энергии. Авторы статьи считают, что сочетание этих двух параметров очень важно для использования подобных устройств в реальной жизни (стоит отметить, что другие другие примеры экзоскелетов для лодыжки действительно могут быть массивными и нередко требуют отдельно крепящегося аккумулятора).

Разработчики использовали классическую для такого экзоскелета схему — голень соединяется со стопой через пружину и при шаге вперед голень тянет стопу, облегчая подошвенное сгибание голеностопного сустава. При этом в своей версии экзоскелета инженеры доработали классическую конструкцию и предусмотрели сцепление: конец троса спрятан в двойной подошве и соединен со скользящей вкладкой, в итоге экзоскелет работает только тогда когда нога нагружена, — то есть именно тогда, когда это нужно. Когда же нога выносится вперед, вкладка свободно скользит и трос не ограничивает естественное движение конечности.

«Наша конструкция легкая, незаметная, тихая и не нуждается в моторе и батарейках, дешева в производстве и адаптируется под разную скорость ходьбы, помогая мускулам лодыжки», — приводит слова Карла Зелика пресс-служба Университета Вандербильта.

В прошлом году иранские инженеры разработали пассивный экзоскелет, который снижает энергозатраты при беге. Сравнение бега в двух режимах показало, что надетый экзоскелет позволяет снизить энергозатраты на 8 ± 1,5 процента. Разработчики отмечают, что это примерно равнозначно тому, что человек с массой 75 килограммов сбросил бы шесть килограммов.

Николай Воронцов