Een team ingenieurs van de Noth Carolina University en het Carnegie Mellon hebben een nieuw exoskelet ontwikkeld, waarmee personen minder energie verbruiken tijdens het lopen. Een stuk lopen met het enkelskelet zou ongeveer zeven procent minder energie kosten, zo blijkt uit de studie gepubliceerd in het magazine Nature.
Het exoskelet, dat om het onderbeen gedragen wordt, is gemaakt van koolstofvezels en weegt ongeveer 500 gram. Daarnaast bevat het apparaat een lange veer die volgens hetzelfde principe werkt als de achillespees. Het doel van de ingenieurs is een exoskelet te ontwikkelen die verbruikte lichaamsenergie opslaat, zodat de energie nogmaals gebruikt kan worden.
Op het moment dat een persoon zijn voet op de grond zet, zal de veer uitrekken en op spanning komen te staan. Hierdoor draagt de veer het lichaamsgewicht, waardoor het de kuitspieren en de achillespees ontlast. Als een gebruiker vervolgens afzet om een volgende stap te zetten, zal de veer weer verslappen. Op deze manier neemt het exoskelet de functie van de kuitspieren deels over, waardoor het lopen minder kracht en energie kost.
Dr. Gregory Sawicki, bio-medisch engineer, zegt het volgende over de uitvinding:
Het nieuwe exoskelet werkt als het ware als een katapult. Op het moment dat je voet neerkomt en de veer op spanning staat, lanceert het je voet als het ware om een stap te zetten. Hiermee werkt het ontlastend voor de kuitspieren.
Uit de eerste tests blijkt dat het lopen met de exoskelet ongeveer zeven procent minder energie kost dan normaal. Zeven procent klinkt misschien niet veel, maar is te vergelijken met het dragen van een 4,5 kilo wegende rugzak, aldus Sawicki. Volgens de ingenieur is het apparaat niet alleen een uitkomst voor mensen die slecht ter been zijn, maar zouden ook militairen gebruik kunnen maken van het exoskelet.
Volgens Sawicki toont de studie aan dat er nog veel te leren is over de menselijke biomechanica en schijnbaar eenvoudig gedrag zoals wandelen. “Het is verwonderlijk dat wij een oplossing hebben bedacht, die eigenlijk exact hetzelfde werkt als het menselijk lichaam. Zo ontdekken we dagelijks hoe goed de evolutie zijn werk heeft gedaan”, aldus Sawicki.
Het gaat vooralsnog alleen om een prototype van het nieuwe exoskelet, maar de onderzoekers zijn druk bezig om externe partijen te vinden om het apparaat daadwerkelijk te produceren.