Новый экзоскелет может позволить бегать в 7 раз быстрее, чем обычно

Умение быстро бегать может пригодиться в самых разных областях: не важно, занимаетесь ли вы профессиональным спортом или же просто хотите быстрее добраться до стеллажа с гречкой в магазине, опередив в пути всех своих конкурентов. И для тех, и для других, специалисты из Университета Вандербильта в США придумали новое уникальное устройство, позволяющее бегать со скоростью, в 7 раз превышающей обычную. Известно, что при правильном использовании, механизм способен приблизить скорость бега человека к велосипедным показателям, составив примерно 20,9 метров в секунду.

Экзоскелет — это устройство, которое надевается на тело человека и помогает легче переносить физические нагрузки. Например, надев экзоскелет, человек может быстрее и дольше бегать, легче поднимать тяжести и высоко прыгать. Эти устройства могут особенно пригодиться военным и спасателям.

Как быстро бегать?

Уникальный экзоскелет, способный придать абсолютно любому человеку скорость велосипеда, представляет собой систему, принцип работы которой очень похож на катапульту. Особый пружинный механизм, ставший основой необычного устройства, может оказать несравнимую поддержку людям, испытывающих проблемы с работой нижних конечностей. И, хотя в настоящее время экзоскелет еще проходит стадию тестирования, разработчики уверяют, что их прототип будет готов уже к следующему году.

Результат нашей работы может привести к созданию нового поколения устройств, специально разрабатываемых не только для проведения спасательных операций и улучшения работы правоохранительных органов, но и для тех областей, где люди могли бы извлечь выгоду из увеличения скорости движения, — пишут исследователи в своей опубликованной статье.

Сам механизм работы устройства основан на принципе работы обычного велосипеда, педали которого помогают нам продвигать себя вперед по мере движения, пишет sciencealert.com. Однако делая ногами движения вверх и вниз, человек, совершая велосипедную прогулку, даже не догадывается, что таким образом теряет много потенциально полезного времени, которое уходит впустую в момент нажатия на педали.

Так как же лучше использовать это «потерянное» время? Исследователи, стоящие за созданием экзоскелета, рассматривали различные концепции, проводя эксперименты над пружинным креплением, действие которой схоже с действием катапульты. Согласно их теории, ноги способны выполнять полезную работу даже находясь в спокойном состоянии, а добиться подобного эффекта может помочь особых пара пружин, прикрепленных к ногам. Вместе с тем, хотя подобная идея существует уже более века, сама по себе она не особенно эффективна. Для того, чтобы улучшить ранее малоэффективную технологию и проверить, каким именно образом распределяется энергия от изменения формы пружины, исследователи решили смоделировать прототип устройства на компьютере.

Механизм работы экзоскелета, работающему при помощи специальной пружины

Так, согласно выдвинутым в ходе эксперимента предположениям, эффективная работа создаваемого учеными устройства будет происходить от сгибания ноги и движения вперед в воздухе. Придавая телу дополнительную поддержку, пружина может высвободить эту энергию при контакте с землей, помогая человеку развить неплохую дополнительную скорость. Анализ показывает, что для достижения максимальных скоростей пружина должна была бы захватывать энергию от каждого шага на 96 процентов, одновременно с этим передавая все полученное ускорение. Если так, то цифра 20,9 метра в секунду — максимальная скорость при использовании “сапогов-скороходов” ХХI века — также основана на энергии, создаваемой велосипедистом мирового класса. Иными словами, для большей части населения нашей планеты скорость при применении устройства может казаться немного ниже заявленной.

В настоящее время у исследователей имеется еще много проблем, связанных с созданием экзоскелета. Как бы то ни было, специалисты настроены оптимистично и намерены приспособить работу пружины к различным скоростям, как это делают шестерни на велосипеде. И, кто знает, быть может, новая технология, сможет однажды поместиться в обычной обуви, тем самым создав предпосылки своего использования не только в экстремальных ситуациях, но и при создании совершенно новых видов спорта.