Бег — один из самых популярных видов физической активности, который улучшает здоровье, настроение и выносливость. Но как быстро мы можем бегать? Существуют ли технологии, которые могут увеличить нашу скорость бега? Сегодня речь пойдет про экзоскелеты.
Экзоскелет — это внешний каркас, который прикрепляется к телу человека и поддерживает его движения. Экзоскелеты могут быть пассивными или активными. Пассивные экзоскелеты не имеют источников энергии и работают за счет эластичности материалов. Активные экзоскелеты имеют электрические моторы или гидравлические приводы, которые усиливают силу мышц человека.
Существует много видов экзоскелетов, которые предназначены для разных целей: военных, медицинских, промышленных или спортивных. В этой статье мы рассмотрим один из последних примеров спортивного экзоскелета, который помогает людям бегать быстрее.
Как работает экзоскелет для бега?
Исследователи из Чунанского университета в Южной Корее разработали
легкий экзоскелет для бега, который весит всего-то ( =) ) 4,4 килограмма и представляет из себя
стальные тросы, прикрепленные к бедрам бегуна, приводимые в движение электрическими моторами. Моторы, в свою очередь тянут тросы, имитируя сокращение мышц. Экзоскелет помогает людям бегать быстрее, поддерживая их разгибание тазобедренного сустава — мощное движение, которое толкает бегуна вперед.
Экзоскелет отслеживает движения нижней части тела бегуна в режиме реального времени с помощью датчиков на обоих бедрах. Эти данные поступают в алгоритм, который анализирует походку бегуна и синхронизируется с его шагами. Алгоритм также адаптируется к индивидуальному стилю и скорости бега каждого участника.
Какие результаты показал экзоскелет на практике?
Для проверки эффективности экзоскелета для бега исследователи провели небольшое экспериментальное исследование с участием девяти молодых мужчин, не являющихся профессиональными спортсменами. Участникам дали трехминутный инструктаж о том, как работает экзоскелет, а затем они побежали на короткие дистанции на беговой дорожке, чтобы они могли привыкнуть к ощущениям от ношения экзоскелета. Затем они совершили спринт на открытом воздухе на расстоянии 200 метров дважды: один раз с экзоскелетом и один раз без него. Между попытками они отдыхали не менее 30 минут.
В среднем участники смогли пробежать дистанцию на 0,97 секунды быстрее, когда они бежали с экзоскелетом, чем без него. Исследователи также заметили, что чем больше шагов совершал бегун во время преодоления дистанции, тем меньше времени занимало преодоление дистанции, что свидетельствует о том, что экзоскелет помогает сократить время спринта, увеличивая частоту шагов бегуна.
Какие перспективы у такого экзоскелета?
Исследователи, разработавшие экзоскелет для бега, не останавливаются на достигнутом и ставят перед собой амбициозные цели. Например они начали работать с инвалидом-бегуном, чтобы изучить, может ли ассистивный экзоскелет принести ему пользу.
Экзоскелет для бега — это пример того, как технологии могут расширить возможности человеческого тела и улучшить спортивные достижения. Однако такие технологии также имеют свои ограничения и риски. Например, экзоскелет может повышать нагрузку на суставы, что потенциально приведет к повреждению коленей, бедер и лодыжек. Кроме того, такой специфический узконаправленный экзоскелет всё равно нельзя использовать во время соревнований по бегу, что ставит под сомнение оправданность сил, затраченных на его разработку.
В любом случае экзоскелет для бега — это интересная и инновационная разработка, которая заслуживает внимания и дальнейшего изучения. Возможно, в будущем мы увидим больше примеров того, как человек и машина могут работать вместе, чтобы достигать новых высот.
Разве разница в 0.97 секунды, это хороший результат?
Если учесть, что экзоскелет был легким и простым в использовании, а участники эксперимента не были профессиональными бегунами, то разница в 0,97 секунды — это хороший результат. Кроме того, стоит учитывать, что это разница при беге на коротких дистанциях, где каждая доля секунды имеет значение. Например, мировой рекорд по бегу на 100 метров составляет 9,58 секунды (и принадлежит ямайскому спринтеру Усэйну Болту с 2009 года), а разница между первым и вторым местом на Олимпийских играх 2020 года составила 0,06 секунды. Таким образом, экзоскелет для бега может потенциально дать бегунам преимущество над своими соперниками.
Какие негативные последствия для человека может повлечь за собой использование экзоскелета?
Использование экзоскелета может иметь как положительные, так и отрицательные стороны. С одной стороны, экзоскелет может помогать людям с ограниченными возможностями, травмами или заболеваниями, восстанавливать или улучшать их подвижность, силу и выносливость. С другой стороны, он может повлечь за собой ряд негативных последствий, таких как:
- Повышение риска травм и повреждений суставов, мышц и костей. Экзоскелет может усиливать нагрузку на определенные части тела, что может привести к ускоренному износу, разрыву или воспалению тканей. Кроме того, экзоскелет может нарушать врожденную способность балансировать и координировать движения, что может способствовать падениям и ушибам.
- Снижение естественной мышечной активности и атрофии. Экзоскелет может заменять или уменьшать работу собственных мышц человека, что может привести к их ослаблению и уменьшению объема. Это может сказаться на общем здоровье, метаболизме и иммунитете человека.
- Психологическая зависимость и потеря самостоятельности. Экзоскелет может вызывать чувство привязанности у человека, который его использует. Человек может перестать верить в свои собственные способности и физические ресурсы, а также терять интерес к другим видам деятельности. Это может привести к депрессии, апатии или социальной изоляции.
- Этические и правовые проблемы. Экзоскелет может ставить под сомнение границы между человеком и машиной, а также порождать вопросы о том, кто несет ответственность за действия и последствия использования экзоскелета. Например, является ли человек с экзоскелетом инвалидом или спортсменом? Кто должен компенсировать возможный ущерб или вред, нанесенный экзоскелетом? Как регулировать доступ и распространение экзоскелетов?
В общем, использование экзоскелета требует тщательного взвешивания всех за и против, а также соблюдения техники безопасности. Экзоскелет должен быть адаптирован к индивидуальным потребностям и возможностям человека, а также не нарушать его естественную гармонию с окружающей средой.