Ludzie chodzą lub biegają zależnie od okoliczności. Przy małej prędkości chód jest bardziej ekonomiczny niż bieg, przy dużych to bieg wymaga mniej wysiłku. Dlatego odwzorowujące pracę nóg roboty także powinny być zdolne do biegu.

Wcześniejsze konstrukcje (na przykład przeznaczone do rehabilitacji) mogły pomagać w chodzeniu lub bieganiu, jednak żadne z nich nie było zdolne do wykonywania obu tych czynności w warunkach terenowych. Na przeszkodzie stała odmienna biomechanika chodu i biegu.

Biomechanicy często porównują chodzenie z ruchem odwróconego wahadła, zaś bieganie - z ruchem ciężarka na sprężynie. Podczas chodzenia środek masy ciała porusza się w górę, osiąga maksymalną wysokość, po czym obniża się. Podczas biegu ruch środka masy jest odwrotny. Opada w kierunku minimalnej wysokości w środkowej fazie kroku.

Przenośny, lekki egzoszkielet, który pomaga w chodzeniu i bieganiu opracowali specjaliści z Harvard`s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) oraz University of Nebraska Omaha.

Egzoszkielet wykonany jest z elementów tekstylnych noszonych w talii i na udach, a system uruchamiający przymocowany do dolnej części pleców jest kontrolowany przez algorytm, który może skutecznie wykryć przejście od chodzenia do biegania i odwrotnie. Urządzenie waży łącznie 5 kg, a ponad 90 proc. jego masy znajduje się w pobliżu środka masy ciała. Pomiędzy pasem biodrowym a częścią otaczającą uda siłę przenoszą odpowiednie cięgna, działające zgodnie ze skurczami mięśni pośladkowych.

Egzoszkielet noszony przez użytkowników w testach na bieżni obniżył tempo metabolizmu podczas chodzenia średnio o 9,3 proc., zaś biegania - o 4 proc. w porównaniu z chodzeniem i bieganiem bez urządzenia. To na razie niewiele, ale autorzy są dobrej myśli. Zamierzają zmniejszyć rozmiary i wagę, ułatwić obsługę i podnieść sprawność działania, tak aby urządzenie mogło znaleźć zastosowanie zarówno u żołnierzy, jak i robotników czy weekendowych wyczynowców.

Zespół z powodzeniem przetestował robota w warunkach terenowych – podczas wchodzenia pod górę, chodzenia i biegania z różnymi prędkościami.

Podobne, choć fikcyjne „spodnie” były już w roku 1993 tytułowym bohaterem animowanego filmu „Wściekłe Gacie”, nagrodzonego Oskarem w roku 1994.(PAP)

Autor: Paweł Wernicki

pmw/ agt/