Correre è meno faticoso con l’esoscheletro dell’Università di Harvard

I ricercatori americani hanno sviluppato un sistema robotico che abbatte il costo metabolico dell’attività fisica. Una soluzione, da ottimizzare, pensata per il recupero di soggetti che hanno subito lesioni alla schiena

Ridurre i costi metabolici dell’attività fisica. È con questo obiettivo che i ricercatori dell’Università di Harvard negli Stati Uniti stanno lavorando allo sviluppo di un nuovo esoscheletro flessibile robotizzato in grado di diminuire lo sforzo da sostenere nella corsa. Una soluzione indossabile pensata per aiutare il recupero di persone che hanno subito lesioni o altri incidenti alla schiena o alle ginocchia, per i quali un’attività come la corsa sarebbe sconsigliata per non gravare ulteriormente sulle parti lesionate.

Il nuovo esoscheletro robotico è composto da un sistema di fili flessibili che collega la schiena dell’utilizzatore a un’unità di azionamento esterna. Questa provvede a tenere i cavi in tensione, agendo in pratica come una seconda coppia di muscoli estensori dell’anca e fornendo forza supplementare alle gambe. Ecco il video di presentazione

Ottimi risultati dai test

Una soluzione che ha dato ottima prova di sé nelle diverse serie di sperimentazioni eseguite dai ricercatori americani su un tapis roulant, dove i volontari hanno fatto registrare una riduzione del consumo metabolico del 5,4% indossando l’esoscheletro, rispetto alle performance ottenute senza.

«L’homo sapiens si è evoluto diventando un ottimo corridore, ma i nostri risultati dimostrano che è possibile migliorare ulteriormente questo sistema già estremamente efficiente», ha spiegato Philippe Malcolm, ex ricercatore Presso il Wyss Institute e ora docente all’Università del Nebraska di Omaha, da dove continua a collaborare a questo lavoro.

Due diversi profili di corsa assistita

Da sottolineare che il team di ricerca ha testato due diversi “profili di assistenza”. Il primo basato sulla biologia umana, ovvero applicando la forza a partire dal punto di massima estensione dell’anca, rilevato osservando un soggetto impegnato in una normale corsa. Il secondo basato invece su una simulazione di esoscheletro effettuata dai colleghi ricercatori dell’Università di Stanford, applicando la forza leggermente più tardi nel corso della corsa, dal quale hanno capito anche che il punto ottimale per fornire la forza assistita potrebbe non essere quello che si desume dall’osservazione di un soggetto biologico. Un sospetto confermato da ulteriori verifiche, dalle quali è risultato che il secondo modello forniva una riduzione del consumo biologico due volte maggiore rispetto al primo, dimostrando in pratica che non sempre l’approccio basato sull’imitazione di quanto avviene in natura risulti l’opzione vincente.

L’ottimizzazione del sistema

Aspetti che saranno approfonditi nel prosieguo del lavoro di ricerca del team. «Abbiamo provato solo due profili di attuazione in questo studio, quindi sarà interessante vedere quanto il costo di esecuzione possa essere ancora ridotto con ulteriori ottimizzazioni del sistema», ha spiegato Malcolm nell’articolo che riporta i risultati della ricerca pubblicato su Science Robotics. «L’obiettivo è sviluppare un sistema indossabile e portatile con un elevato rapporto potenza-peso, in modo che il beneficio per l’utilizzatore, soprattutto persone che hanno avuto problemi nella deambulazione, sia notevolmente maggiore dei costi e della seccatura di indossarlo», ha concluso lo scienziato.

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