Ik hield als kind van de tekenfilm "Thundercats", kijken naar katachtige mensachtigen die vechten tegen de krachten van het kwaad. Telkens als hun leider in de problemen zat, hij zou het Zwaard van Omens ontketenen om "zicht buiten het zicht te krijgen, " de mogelijkheid om gebeurtenissen op verre oorden te zien gebeuren, of brullen "Donder, Donder, Donder, Donder katten, Hooo!" om onmiddellijk zijn bondgenoten naar zijn locatie te roepen om mee te vechten. Welk kind wilde die superkrachten niet?

Ik wilde ook de ring van Green Lantern, Wonder Woman's armbanden, Captain America's schild en natuurlijk Batmans batsuit. Ik had toen nooit gedacht dat 30 jaar later, als Nationale Superheldendag nadert, Ik zou onderdelen van mijn eigen superpakken ontwerpen.

Ik merkte dit pas een paar maanden geleden echt. Op die dag, mijn kinderdromen werden tegelijk vernietigd en vervuld. In een rij staan, Ik merkte dat iedereen gefocust was op het scherm van hun smartphone. Opeens drong het tot me door:ik had al Sword of Omens-superkrachten. Met mijn smartphone, Ik kan video's van verre gebeurtenissen zien en mijn vrienden sms'en om af te spreken. Miljarden mensen hebben nu wat vroeger als superkrachten werd beschouwd.

Maar hoe zit het met de fysieke superkrachten? ik wilde die, ook - zoals bovenmenselijk uithoudingsvermogen of kracht. Die lopen misschien niet al te ver achter:ik werk eraan in Vanderbilt's Center for Rehabilitation Engineering &Assistive Technology. De mensheid is begonnen aan het tijdperk van draagbare exoskeletten en exosuits die steun en kracht bieden aan het lichaam van mensen.

Exoskeletten in ontwikkeling

In de afgelopen vijf jaar, draagbare exoskeletten die beweging helpen en helpen, beginnen te verschuiven van onderzoekslaboratoria naar openbaar gebruik. Het zijn nog vroege versies, en de wetenschap is nog steeds in opkomst, maar ze omvatten de eerste van verschillende door de FDA goedgekeurde exoskeletten om personen met een dwarslaesie of na een beroerte te helpen, evenals exoskeletten om werknemers te beschermen en de vermoeidheid van fysiek veeleisende banen te verminderen.

Toyota vereist zelfs dat werknemers exoskeletten dragen als verplichte persoonlijke beschermingsmiddelen bij het uitvoeren van bepaalde werkzaamheden boven het hoofd, waar vermoeidheid en spierspanning tot blessures kunnen leiden.

Echter, de meeste mensen die er mogelijk baat bij kunnen hebben, hebben nog geen toegang tot exoskeletten, omdat ze over het algemeen te omvangrijk zijn, te duur, teveel interfereren met andere taken of nog niet comfortabel genoeg zijn om te dragen. Ik ben gefascineerd geraakt door het vooruitzicht dat gewone mensen zichzelf in alledaagse superhelden veranderen.

Blessures voorkomen met supersuits

Vanuit mijn onderzoekslab, Ik kan de straat oversteken en binnen twee minuten ben ik bij het Veterans Affairs Hospital of het Vanderbilt University Medical Center. De verpleegkundigen en andere medische professionals die zwaar tillen, leunende en dragende taken om voor patiënten te zorgen, zullen waarschijnlijk lage rugpijn krijgen - of kunnen deze al ervaren. Een supersuit kan deze pijn helpen voorkomen.

Lage rugpijn is een complex probleem met veel mogelijke oorzaken, maar een veel voorkomende bron is te wijten aan stress door repetitieve krachten op de spieren en schijven. De meeste volwassenen ervaren op enig moment in hun leven lage rugpijn, en het is een belangrijke oorzaak van lichamelijke handicaps. Het prestigieuze medische tijdschrift The Lancet publiceerde onlangs een driedelige serie waarin iedereen wordt opgeroepen - van nationale en internationale beleidsmakers tot financieringsinstanties tot onderzoekers, ingenieurs en clinici – om de doeltreffendheid van de zorg te helpen verbeteren en innovatieve nieuwe oplossingen te ontwikkelen om deze wereldwijde epidemie te bestrijden.

In de afgelopen drie jaar, het onderzoeksteam dat ik leid heeft een kledingachtig exoskelet ontwikkeld, die beter omschreven kan worden als gemechaniseerde kleding, een spring-powered exosuit of zelfs gewoon een supersuit. Het bestaat uit een vest en korte broek gemaakt van gewone kledingmaterialen, plus elastische banden van hulpstof en een schakelaar waarmee de drager de hulp van het pak kan in- of uitschakelen.

Wanneer het is uitgeschakeld, de drager kan vrij en volledig bewegen, wat niet typisch het geval is met exoskeletten. Ons pak heeft geen motoren of batterijen en weegt minder dan drie pond. Geen enkel deel ervan steekt uit het lichaam, dus het is gemakkelijk te verbergen onder alledaagse kleding.

Op elk moment, Hoewel, het kan worden ingeschakeld, dus de elastische banden van het pak dragen een deel van de belasting die normaal gesproken door de rugspieren van de persoon gaat. In een eerste reeks laboratoriumtests, het pak verminderde de belasting van de lage rugspieren met ongeveer 20% tijdens tillen en tot 40% tijdens leunen, en het verminderde de snelheid waarmee rugspieren vermoeid raken met 30% tot 40%, gemiddeld.

We hebben onlangs een spin-off bedrijf gevormd uit dit onderzoek, toepasselijk genaamd HeroWear LLC, om dit supersuit beschikbaar te maken voor individuen en organisaties die hiervan kunnen profiteren. We verwachten dat het product in 2020 op de markt komt. We zijn ook begonnen met een meerjarig onderzoek, gefinancierd door de National Institutes of Health, om draagbare sensoren en machine learning te integreren in onze supersuits. Met die toevoegingen misschien kunnen we toekomstige pakken ontwikkelen die de belasting van de rug van de drager monitoren en automatisch de hulp inschakelen wanneer dat nodig is.

Grenzeloze mogelijkheden voor supersuits

Het doel van veel exoskeletten is als dat van een goed tekenfilmpak – niet om het werk voor de drager te doen, maar om de natuurlijke vermogens van die persoon te verbeteren en te ondersteunen. Het ondersteunen van de rugspieren is nog maar het begin. We hebben ook een soortgelijk exosuit met veeraandrijving ontworpen om de enkelspieren te ondersteunen tijdens het lopen en rennen. Het kan helpen het uithoudingsvermogen te vergroten of de kracht op de kuitspieren en pezen te verminderen als iemand herstelt van een blessure.

Soortgelijke supersuits kunnen ook worden ontworpen om de nek te ondersteunen van verpleegkundigen en chirurgen die gedurende lange tijd naar voren leunen tijdens procedures, of om armmoeheid te verminderen voor een bouwvakker die zware voorwerpen draagt ​​of voor een ouder die een kind draagt.

Teams over de hele wereld onderzoeken ook een breed scala aan draagbare exoskeletten. Deze omvatten gemotoriseerde exosuits om de benen te helpen, armen en handen van personen die herstellen van een beroerte of ander neurologisch letsel, stijve robotachtige exoskeletten om mensen te helpen na een dwarslaesie en passieve exoskeletten met veerondersteuning om de armen en schouders van individuen te ondersteunen bij het hanteren van gereedschap of boven het hoofd in fabrieken en scheepswerven.

Door het gebruik van draagbare sensoren en biomechanische algoritmen, supersuits kunnen zelfs worden getraind om de juiste tiltechniek aan te leren of om weerstandstraining te geven om zwakke spieren te versterken en de conditie te verbeteren.

Ik hoop dat over 30 jaar - tegen de tijd dat mijn kinderen van mijn leeftijd zijn - prestatieverhogende supersuits net zo gewoon en alledaags zullen zijn in de samenleving als smartphones vandaag. Misschien vergeten mensen zelfs de verbazingwekkende fysieke superkrachten die ze bieden, en de individuele en maatschappelijke voordelen van superpakken voor de gezondheid als vanzelfsprekend beschouwen, fitheid en welzijn.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.