Катапультоподібний екзоскелет чи роботизовані кросівки? Бігайте як страус або гепард!

У час, коли рух транспорту зупинено, а життя вимагає переміщень, зробіть собі чудернацький пристрій і гасайте світами!

Технологічні інновації можуть дозволити кросівкам наступного покоління забезпечити безпрецедентну мобільність. Але як взуття може збільшити швидкість руху без зусиль людини? Виявляється, максимальна швидкість бігу може бути збільшена більш ніж на 50% за допомогою катапультоподібного екзоскелета, який не потребує зовнішньої енергії.

Відкриття науковців розкриває прихований потенціал підвищення продуктивності людини за допомогою некерованих роботизованих екзоскелетів.

Максимальна швидкість людського бігу, 12,3 м / с (1), становить майже половину максимальної швидкості їзди на велосипеді, 21,4 м / с (2), незважаючи на те, що обидва рухи спричиняються людиною. Менша швидкість бігу говорить про те, що у людини є невикористана здатність до енергопостачання, яка може бути використана в велоспорті, але — не для більш швидкого бігу.

Їздити велосипедом можна швидше, бо обертальний рух коліс запобігає зіткненням втрати енергії від кроку. Але  також і тому, що колеса підтримують вагу тіла замість ніг, а педалі дозволяють людині безперервно подавати енергію в повітря, а не переривчасто, як тоді, коли нога знаходиться на землі. Ці три особливості дозволяють велосипеду подвоїти максимальну швидкість бігу. Ті ж самі особливості можуть призвести до появи нових пристроїв, які могли б збільшити швидкість бігу, використовуючи невикористану людську силу, без коліс або зовнішньої енергії.

Люди намагалися перевершити свою природну здатність бігати, використовуючи пружини, принаймні протягом століття.

Пружини не можуть забезпечити зовнішню енергію, але вони знижують витрати енергії. Однак поточна максимальна швидкість посиленого бігу — 11 м / с, що досягається при використанні пружинного протеза послідовно з ногами (13), на 10% нижче максимальної швидкості природного бігу. Пружина, послідовно з’єднана з ногами, може зменшити втрати енергії при зіткненні, але вимагає, щоб ноги забезпечували більшу силу для підтримки тіла, на відміну від колеса велосипеда. Пружина, що знаходиться паралельно ногам, може підтримувати тіло і, отже, дозволяє людині використовувати всю силу ніг, щоб відштовхуватися від землі і прискорюватися. Однак незалежно від того, чи використовується пружина послідовно або паралельно ногам, час контакту з землею зменшується до 0,1 С при максимальній швидкості природного бігу. Це сильно обмежує кількість енергії, яку ноги можуть подавати при високошвидкісному бігу. Це фундаментальне обмеження вимагає іншого використання пружин для обходу максимальної швидкості природного ходу.

Нетрадиційний засіб бігу, який може дозволити людині максимально збільшити максимальну швидкість бігу, подаючи енергію в повітря, а не на землю, може бути створений шляхом збільшення людини за допомогою пружин змінної жорсткості, прикріплених до кінцівок. У повітрі кінцівки забезпечуються енергією за рахунок одночасного стиснення і збільшення жорсткості пружин.

При приземленні жорсткі пружини перенаправляють вертикальний рух людини замість ніг, в той час як енергія, накопичена в пружинах, вивільняється для збільшення горизонтальної швидкості бігу.

У запропонованому підсилювачу бігу енергія, якаподається кінцівками, більше не обмежується коротким часом контакту з землею, бо пружини підтримують тіло замість кінцівок і зменшують втрати енергії зіткнення, як колесо велосипеда. Таким чином, запропонований засіб доповненого бігу має визначальні риси велосипедного руху, які можуть дозволити людині вийти за межі максимальної швидкості природного бігу.

Охочі змайструвати такий пристрій можуть докладніше ознайомитися з його конструкцією за посиланням.

А ті, кому бракує розваг удома, під час карантину можуть здійснювати віртуальні мандрівки.