基于生物模拟粘合力刺激的下肢肌肉系统的反减重生理保护.
Yuanming Ji1, Zhili Li2, Peng Zou2
1Jiangsu Provincial Key Laboratory of Biomimetic Materials and Devices, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China.
Biomimetics (Basel, Switzerland)
|December 24, 2025
概括
宇航员现在可以从新的生物灵感粘合鞋中受益. 这项技术增强了微重力中的稳定性和肌肉参与,对抗骨肌衰变,并在太空飞行期间提高了运动能力.
科学领域:
- 仿生学和生物启发的工程.
- 太空飞行生理学 太空飞行生理学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 载人太空飞行的进步需要对微重力诱导的生理效应采取对策,例如骨肌肉恶化和运动不稳定.
- 爬行动物的爬机制为新的解决方案提供了灵感,以提高宇航员的移动性和稳定性.
研究的目的:
- 为微重力环境开发和评估生物灵感的粘合性鞋类.
- 评估鞋类能够稳定脚部位置并促进肌肉骨活动的能力.
- 为了研究鞋类的生物机械性能和肌肉刺激效果.
主要方法:
- 设计和制造生物灵感的粘合性鞋类,可控制的附着-脱离.
- 对不同曲率和粗度的表面的材料适应性的分析.
- 对仿生微观结构的接触力学和界面机制的实验研究.
- 志愿者在模拟的无重量状态下进行步行练习,测量接口接触应力和下肢肌肉的电肌图信号.
主要成果:
- 这款鞋子表现出较低的预负荷,强大的粘附力和可控制的附着-脱离能力.
- 发现50到105N之间的足部粘附力有效地刺激了主要 flexor 肌肉 (双腿骨,腹肌肌).
- 鞋子成功地稳定了脚的位置,并在模拟微重力步行练习期间增强了肌肉骨的参与.
结论:
- 这种新的生物灵感粘合鞋是一种灵活,方便的解决方案,可以减轻微重力的生理影响.
- 这项技术可以提高宇航员的移动性,操作性能和太空中的整体幸福感.
- 该研究强调了仿生解决方案在推进太空探索能力方面的潜力.
