کمک به افراد سالمند و بیمار با اسکلت خارجی مچ پا
https://startupforum.ir/images/cdn/2018/04/2403.jpg
مهندسان مکانیک دانشگاه کارنگی ملون و دانشگاه ایالتی کارولینا نوعی اسکلت خارجی ابداع کرده‌اند که با اتصال به مچ و ساق پا، سطوح انرژی مورد نیاز برای راه رفتن را کاهش داده و آن را به کار آسانتری برای انسان تبدیل می‌کند.
این اسکلت خارجی فیبر کربنی به مچ و ساق پا متصل شده و تا هفت درصد میزان انرژی لازم برای گام برداشتن را کاهش می‌دهد، بطوری که کاربر احساس می‌کند وزنی حدود 4.5 کیلو از روی دوش وی برداشته شده است.
اگرچه این میزان در ابتدا ممکن است کم بنظر برسد، اما می‌تواند راه رفتن را بطور چشمگیری ساده‌تر کرده و به سربازانی که نیازمند پیاده‌روی در مسیرهای طولانی هستند، افرادی که آسیب پای آن‌ها بتازگی ترمیم یافته یا بیماران دارای مشکلات مفصلی کمک کند.
این اسکلت خارجی که به اندازه یک کفش عادی است، از ساختاری شبیه پوتین برخوردار بوده و با عملکرد موازی با ماهیچه‌های ساق پای کاربر، به تخلیه نیروی عضلانی پرداخته و انرژی سوخت‌وساز مورد مصرف بدن برای هر انقباض را کاهش می‌دهد.
این اسکلت در حقیقت در زمان راه رفتن، مشابه ماهیچه و تاندون‌های اضافی عمل می‌کند. فنر این اسکلت خارجی با تاندون آشیل موازی بوده و با استفاده از یک چارچوب سبک و اهرمی در اطراف مفصل مچ پا به بدن کاربر مرتبط می‌شود.
زمانی که پا روی زمین قرار دارد، این فنر فشرده شده و میزانی از بار را گرفته و با بلند شدن پا، آزاد می‌شود؛ این امر بدان معنی است که مچ پا نیازی به خم شدن در زمان راه رفتن نداشته، از این رو انرژی ذخیره کرده و اصطکاک مفاصل را کاهش می‌دهد.
شرکت‌کنندگان در کارآزمایی این مچ پا که شامل 9 فرد بالغ سالم بودند، این دستگاه را بر روی هر دو پا بسته و با سرعت عادی روی تردمیل راه رفتند. افراد همچنین سپس برای مقایسه بدون اسکلت خارجی به انجام تمرین قبلی پرداختند.
اسکلت خارجی مذکور هیچ انرژی الکتریکی یا شیمیایی مصرف نکرده و شرکت‌کنندگان تا هفت درصد سوخت‌وساز کمتری در زمان استفاده از آن نشان دادند.
انسان‌ها روزانه حدود 10 هزار گام برداشته و این میزان در طول عمر به صدها میلیون می‌رسد. تقریبا از دهه 1890، مهندسان به طراحی دستگاه‌هایی برای تسهیل در راه رفتن پرداخته‌اند، اما اکثر آن‌ها دارای منبع نیرو بودند.
محققان آمریکایی به دنبال ساخت دستگاهی بودند که نیازی به منبع نیرو نداشته و از مکانیک برای تسهیل این امر استفاده کند. این دستگاه مشابه منجنیق کار کرده و از فنری برخوردار است که از عملکرد تاندون آشیل تقلید کرده و بار روی پاها را کاهش می‌دهد.
منبع : ایسنا
