Setelan robot yang membantu pemakainya berjalan dan berlari
Sebuah tim peneliti telah mengembangkan perangkat yang mampu beradaptasi dengan kemajuan pemiliknya, untuk mengurangi biaya metabolisme penggerak. Keuntungan ini, setara dengan membawa hingga 7 kg lebih sedikit, bisa sangat membantu bagi profesi yang melibatkan aktivitas fisik hebat sebagai penyelamat dan pekerja tim militer.
Nenek moyang bipedic pertama dari manusia muncul lebih dari enam juta tahun yang lalu, jadi kita mungkin berpikir bahwa jenis gerakan ini telah sepenuhnya dioptimalkan oleh alam. Tidak ada yang lebih jauh dari kenyataan, kata Hypertext.
Sebuah tim peneliti AS dan Korea Selatan telah mengembangkan sedikit exotraje yang memungkinkan pemakainya untuk mengurangi biaya metabolisme untuk berjalan dan berlari. Studi ini dipublikasikan Kamis di jurnal Science.
Ini adalah sistem pertama yang mampu membantu berjalan dan berlari. Meskipun kami berubah dari satu modalitas ke modalitas lain tanpa masalah, biomekanik yang terkait dengan setiap gerakan sangat berbeda.
Ini telah menjadi tantangan untuk pengembangan teknologi tersebut, yang sampai sekarang hanya mampu mengurangi biaya metabolisme dari salah satu proses.
Pengurangan metabolisme adalah sederhana, tetapi membantu dalam lebih dari satu jenis aktivitas adalah tonggak baru untuk jenis perangkat ini, ”jelas peneliti di Universitas Nebraska Omaha (Amerika Serikat) dan penulis pendamping penelitian, Philippe Malcolm.
Exotraje, yang beratnya sekitar 5 kilogram, mampu beradaptasi dengan kemajuan pengguna untuk memberikan bantuan yang memadai, baik saat berjalan dan berlari. Ini memungkinkan pengurangan biaya metabolisme masing-masing sebesar 9,3 dan 4%. Dengan kata lain, ini akan setara dengan memindahkan carrier-nya masing-masing dengan 7,4 dan 5,7 kilogram lebih sedikit.
Untuk menentukan kegunaan ciptaannya, para peneliti mengukur biaya metabolisme sembilan peserta yang berlari dan berjalan menggunakan kaset, dan lainnya yang melakukannya menanjak.
"Performa (pengguna) bagus selama tes di luar ruangan," kata Malcolm. "Kita dapat berharap bahwa perangkat akan membantu dengan kinerja dengan cara yang proporsional dengan cara mengurangi biaya metabolisme, tetapi ini bukan sesuatu yang kami analisis dalam penelitian ini."
Malcolm menjelaskan bahwa berjalan adalah proses "secara metabolik sangat ekonomis", karena "pusat massa kita bergerak seperti pendulum terbalik." Namun, otot-otot seperti pinggul dan bokong mengonsumsi energi yang "cukup" selama gerakan. Di sinilah exotrage berperan.
"Kabel (perangkat) ditempatkan di sekitar pinggul dan bertindak sebagai kumpulan tambahan otot buatan yang mampu menghasilkan sebagian kecil torsi yang dihasilkan oleh otot ekstensor." Bantuan ini berfungsi untuk mengurangi biaya perpindahan metabolisme bagi pengguna.
Para peneliti memperkirakan bahwa pengurangan ini berarti 'menghilangkan' 7,4 kilogram selama berjalan dan 5,7 saat berlari. Malcolm mengklarifikasi bahwa angka-angka ini diperoleh dengan membandingkan pengurangan biaya metabolisme dengan berat 'hilang' yang akan setara dengan penurunan ini.
"Perbandingan dibuat agar pengurangan dipahami," tambahnya, karena kesulitan memahami apa artinya penurunan ini sebagai persentase dari biaya metabolisme.
Setelan robot untuk militer dan pasien
Mengapa ada orang yang butuh pakaian berjalan? Malcolm menjelaskan bahwa penemuan ini "bisa berguna dalam profesi yang membutuhkan berjalan cepat atau untuk waktu yang lama." Misalnya, "pekerja penyelamat dan militer."
Peneliti memastikan bahwa teknologi yang memungkinkan penahan eksotraje ke tubuh dan memberi tahu Anda bagaimana bertindak dan beradaptasi dengan kecepatan pengguna juga dapat digunakan untuk tujuan klinis. Faktanya, peneliti Universitas Harvard dan penulis pendamping penelitian, Conor Walsh, juga mengembangkan alat untuk rehabilitasi pasien stroke.
Tim Walsh juga mempelajari bagaimana membuat perangkat mereka mendukung punggung pengguna saat melakukan tugas-tugas sulit. Misalnya saat mengangkat beban besar. Selain itu, mereka berupaya meringankan berat exotraje hingga 3 kilogram.
Jalan menuju kontrol saraf
Sampai sekarang banyak exoskeletons ingat yang digunakan oleh Letnan Ripley di akhir Aliens: kembalinya. Namun, prototipe seperti Malcolm dan timnya menunjukkan sejauh mana ukuran dan berat perangkat ini berkurang.
Untuk alasan ini, dalam artikel Perspektif yang diterbitkan dalam edisi yang sama Science, peneliti di University of Chicago José Pons, yang tidak terkait dengan studi Malcolm, menganalisis bagaimana kemajuan ini membuka jalan menuju kontrol neuronal dari teknologi ini.
"Kebutuhan akan teknologi yang dapat dipakai yang secara minimal mengubah biomekanik manusia akan membuatnya bergerak dari robot yang kaku ke cahaya eksotrage dan, pada akhirnya, ke neuroprosthes yang ditanamkan," tulis Pons. Tujuannya tidak lain adalah meningkatkan kinerja manusia saat bergerak.
