エクソスケルトンでエネルギーを取り除くことで,歩く代謝コストが減ります
Michael Shepertycky1, Sarah Burton2, Andrew Dickson2
1Department of Mechanical and Materials Engineering, Queen's University, Kingston, ON K7L 3N6, Canada. 6mys@queensu.ca ql3@queensu.ca.
Science (New York, N.Y.)
|May 28, 2021
まとめ
この研究は 振動期中の運動エネルギーを取り除くことで 歩行の代謝コストを減らす外骨格を 示しています この技術革新により 電気も生み出され エネルギー除去のタイミングと規模が重要になります
科学分野:
- バイオメカニクス
- ロボット
- 人とコンピュータの相互作用
背景:
- 人間の歩行は 進化の最適化によって エネルギー効率が高くなります
- 外骨格は代謝コストをさらに削減する課題に直面しています
- 既存の外骨格はしばしば代謝費を減らすためにエネルギーを追加または貯蔵/返還します.
研究 の 目的:
- 運動エネルギーを取り除くことで 歩行代謝コストを削減する 外骨格の能力を調査する
- 外骨格のエネルギー変換効率を 評価する
- エネルギー除去のタイミングと大きさの代謝コスト削減への影響を決定する.
主な方法:
- 歩行周期の振動期に 運動エネルギーを取り除くように設計された 新しい外骨格を使用した.
- 健康な男性で測定された代謝コストの減少
- 消去された運動エネルギーから生成された電力を定量化します.
- タイミングと大きさの影響を分析するために2つの異なる負荷プロフィールを比較しました.
主要な成果:
- 健康な男性では,外骨格は歩行にかかる代謝コストを2. 5 ± 0. 8% 減少させた.
- このシステムは,除去された運動エネルギーを0.25 ±0.02ワットの電気エネルギーに変換した.
- エネルギー除去のタイミングと規模の両方が代謝の節約のための重要な要因であることを実証しました.
結論:
- 振動期間の運動エネルギーの戦略的除去は,歩く代謝コストを減らすための効果的な戦略です.
- このアプローチは,エクソスケルトン支援の移動のための新しい方法を提供し,潜在的に効率を向上させ,エネルギーの収穫を可能にします.
- 外 Skeletonsのエネルギー除去の制御を最適化することは 代謝の恩恵を最大化するための鍵です
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