Mensen nemen instinctief het looppatroon aan dat gezien de loopomstandigheden de minste hoeveelheid energie vereist. Zonder het te beseffen, we passen ons tempo constant aan, paslengte en voetheffing. Maar kunnen we bewust met deze parameters spelen om ons energieverbruik te beïnvloeden?

Onderzoekers van EPFL's Biorobotics Laboratory bestudeerden acht loopparameters om een ​​geavanceerd softwareprogramma te ontwikkelen dat een avatar gebruikt om te voorspellen hoeveel energie mensen verbruiken wanneer ze lopen, afhankelijk van hun loopstijl. Dit onderzoek is gepubliceerd in Wetenschappelijke rapporten . Salman Faraj, de co-hoofdauteur, wijdde een heel deel van zijn proefschrift aan dit onderwerp.

de avatar, een torso uitgerust met twee benen en voeten, vrij kan worden geconfigureerd. Gebruikers voeren hun lengte en gewicht in en kunnen vervolgens de loopsnelheid instellen, afstand tussen hun voeten (paslengte en pasbreedte), en voetlift, samen met de helling van zowel de romp als de grond. Ze kunnen ook massa toevoegen en het effect simuleren van geduwd of getrokken worden op verschillende delen van het lichaam. Het aantal verbrande calorieën en het energieverbruik worden in realtime weergegeven wanneer de parameters worden gewijzigd.

Exoskeletten op maat maken

Deze baanbrekende software was gebaseerd op een aantal experimenten die in recente literatuur zijn verschenen, en het biedt een enorm aantal potentiële toepassingen, vooral op medisch gebied. "De software kan worden gebruikt om het beste ontwerp voor een exoskelet of een aangepaste prothese te selecteren om de inspanning van de gebruiker te verminderen. Met een draagbaar exoskelet, bijvoorbeeld, we konden de locatie van de batterij en actuatoren optimaliseren, of bepaal het ideale looppatroon voor de voorkeurssnelheid van de gebruiker, ", zegt co-auteur Amy Wu. De software kan zelfs bepalen waar een rugzak moet worden gedragen om het energieverbruik te minimaliseren. "Als, anderzijds, je doel is om calorieën te verbranden, de software zou kunnen worden gebruikt om een ​​reeks bewegingen met hoge metabolische kosten te vinden."

De software is gemaakt in een roboticalab en was in eerste instantie bedoeld om de mechanica van het menselijk lopen te bestuderen voor gebruik in humanoïde robots. "De manier waarop mensen lopen is extreem complex. Het vereiste controleniveau is een enorme uitdaging voor humanoïde robots, die het vaak niet helemaal goed doen, ", zegt Faraji. "We hebben nog een lange weg te gaan voordat we echt alle parameters begrijpen die bij de mens horen, voortbeweging van dieren en robots."