Een nieuwe lichtgewicht, onopvallend en goedkoop enkel-exoskelet zou op grote schaal kunnen worden gebruikt bij ouderen, mensen met verminderde spierkracht in de onderbenen en werknemers van wie het werk veel wandelen of rennen vereist.

Ontwikkeld door mechanische ingenieurs van Vanderbilt, het apparaat wordt beschouwd als het eerste exoskelet van de enkel dat onder kleding kan worden gedragen zonder de beweging te beperken. Het vereist geen extra componenten zoals batterijen of actuatoren die op de rug of taille worden gedragen.

De studie, online gepubliceerd door IEEE-transacties op neurale systemen en revalidatietechniek , bouwt voort op een succesvol en veel geciteerd enkel-exoskeletconcept van andere onderzoekers in 2015.

"We hebben laten zien hoe een niet-aangedreven enkel-exoskelet opnieuw kan worden ontworpen om onder kleding en in/onder schoenen te passen, zodat het naadloos integreert in het dagelijks leven, " zei Matt Yandell, een werktuigbouwkunde Ph.D. student en hoofdauteur van de studie.

In een belangrijke ontwerpvooruitgang, het team vond een niet-aangedreven wrijvingskoppelingsmechanisme uit dat onder de voet of schoen past en niet dikker is dan een typische binnenzool van een schoen. Het complete apparaat, met een zachte schachthuls en een hulpveer, weegt iets meer dan een pond.

Het niet-aangedreven enkel-exoskelet kost minder dan $ 100 om te fabriceren, zonder rekening te houden met geoptimaliseerd ontwerp voor productie en schaalvoordelen.

"Ons ontwerp is lichtgewicht, laag profiel, stil, gebruikt geen motor of batterijen, het is lage productiekosten, en past zich op natuurlijke wijze aan verschillende loopsnelheden aan om de enkelspieren te ondersteunen, " zei Karl Zelik, assistent-professor werktuigbouwkunde en senior auteur van het onderzoek.

Zelik zal dit werk volgende week presenteren op de Wearable Robotics Association Conference in Phoenix, Arizona.

De mogelijke toepassingen zijn breed, van het helpen van oudere mensen om actief te blijven tot het helpen van recreatieve wandelaars, wandelaars of hardlopers, hij zei.

"Het kan ook helpen vermoeidheid te verminderen in beroepen waarbij veel wordt gelopen, zoals post- en magazijnmedewerkers, en soldaten in het veld, ' zei Zelik.

Joshua Tacca, BE'18, is ook co-auteur. Hij is nu een afgestudeerde student aan de afdeling Integratieve Fysiologie van de Universiteit van Colorado-Boulder. Verschillende andere ingenieursstudenten van Vanderbilt hebben ook bijgedragen aan het ontwerp van het apparaat en de pilottests.