science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Hypothetisch menselijk exoskelet met veermechanisme zou de loopsnelheid kunnen verdubbelen

Een schoen waarmee hardlopers hun benen in de lucht kunnen gebruiken, zou de loopsnelheid aanzienlijk kunnen verhogen. Krediet:Amanda Sutrisno en David J. Braun / Vanderbilt University

Een paar onderzoekers van de Vanderbilt University hebben een methode voorgesteld om een ​​apparaat te maken waarmee mensen bijna twee keer zo snel kunnen rennen als op natuurlijke wijze mogelijk is. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , Amanda Sutrisno en David Braun beschrijven hun idee voor zo'n apparaat en wat er nodig is om het te realiseren.

Eerder onderzoek heeft uitgewezen dat de gemiddelde persoon ongeveer 24 kilometer per uur kan rennen; wereldrecordhouder Usain Bolt is geklokt op 12,3 meter per seconde. Maar zulke snelheden zijn niet erg indrukwekkend in vergelijking met andere dieren - natuurlijk, de meeste lopen op vier poten. Mensen hebben een manier gevonden om hun snelheid te verbeteren, echter, waarbij alleen menselijke kracht wordt gebruikt - fietsen. Maar misschien is er een andere manier. In deze nieuwe poging Sutrisno en Braun hebben aangetoond dat het mogelijk is dat een mens net zo snel kan rennen als een fietser door een apparaat te dragen dat gebruikmaakt van zendtijd. Als een persoon rent, hun voeten zweven om de beurt voor korte momenten in de lucht - een tijd waarin de voet niets doet om vooruit te rennen.

Het idee van Sutrisno en Braun is om een ​​apparaat te bouwen dat aan het lichaam wordt bevestigd om als hulpmiddel te dienen. Het apparaat zou veren hebben, één voor elk been. De veren zouden tijdens zendtijd door beenactie worden getrokken. Het kniegewricht dient als een scharnier dat het been verlengt - tijdens die extensie zou de veer trekken, energie opslaan die kan worden verbruikt zodra de voet weer op de grond komt. Die energie zou dan worden gecombineerd met normale spierenergie, waardoor de voet harder dan normaal tegen de grond kan duwen, de persoon sneller vooruit stuwen dan ze normaal alleen zouden kunnen bereiken. Toen de onderzoekers simulaties uitvoerden met zo'n apparaat, ze ontdekten dat het mensen kon helpen bijna twee keer zo snel te rennen als normaal.

'S Werelds snelste man met superschoenen versus het wereldrecord sprint op de 100 meter (9,58 seconden). Krediet:Amanda Sutrisno en David J. Braun / Vanderbilt University

Helaas, er is een hapering met het idee:materialen zoals koolstofvezel missen het vermogen om energie vast te houden die nodig zou zijn om het apparaat te realiseren dat het team voor ogen had. Er zal iets nieuws moeten worden ontwikkeld voordat ze hun idee in de echte wereld kunnen testen.

Topsnelheden van door mensen aangedreven voortbeweging. Krediet:Amanda Sutrisno en David J. Braun / Vanderbilt University

© 2020 Wetenschap X Netwerk