加拿大女王大學(xué)的一組研究人員開發(fā)了一種外骨骼,可以減少步行的新陳代謝成本。該小組在《科學(xué)》雜志上發(fā)表的論文中描述了他們的系統(tǒng)及其工作方式。內(nèi)蓋夫本古里安大學(xué),哈佛大學(xué)和喬治亞大學(xué)的Raziel Riemer,Richard Nuckols和Gregory Sawicki分別在同一期刊上發(fā)表了《觀點》,概述了團(tuán)隊的工作。
先前的研究表明,步行會帶來新陳代謝的成本。腳,腿,骨盆和軀干的各個部分以各種方式消耗能量。先前的研究還表明,在每個步驟中,舉起的小腿在降落時都必須施加制動力,以防止人向前傾翻。Riemer,Nuckols和Sawicki指出,對于肌肉而言,制動相對昂貴,因為它們既要拉緊并保持制動力,又要略微拉伸。另一方面,機(jī)械系統(tǒng)的制動很便宜。在這項新的工作中,研究人員通過設(shè)計一個外骨骼來利用這種差異,該外骨骼接管了步行過程中發(fā)生的一些制動,從而降低了步行的新陳代謝成本。
在設(shè)計系統(tǒng)時,研究人員還希望捕獲步行過程中損失的一些能量,因此他們增加了一個小型發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的電纜連接到腿上,并在腿移到制動位置時拉緊。然后,來自發(fā)電機(jī)的阻力會產(chǎn)生輕微的制動力,從而減輕了腿部不必做所有工作的負(fù)擔(dān)。因此,外骨骼不僅降低了步行的新陳代謝成本,而且還產(chǎn)生了少量的電能。
標(biāo)簽: 外骨骼
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