חוקרים מתחרים בחרקים

יצרו שלד-חיצוני לאדם, שלוקח על עצמו 80% מהמשקל הנישא

חוקרים בקבוצה של מעבדת המדיה לביומכנוטרוניקה יצרו מכשיר המסוגל להקל את המשא עבור חיילים ואנשים אחרים הנושאים ציוד כבד.

המצאתם, הידועה כ- 'שלד חיצוני' (exo-skeleton), יכולה לתמוך בחלק ניכר ממשקלו של תרמיל-גב כבד, ולהעביר את המשקל הזה ישירות לאדמה. בדרך זו מוסר המשקל מגבו של האדם שנושא את המכשיר.

החוקרים דיווחו בספטמבר, במגזין הבינלאומי של רובוטיקה אנושית (International Journal of Humanoid Robotics), כי האב-טיפוס שיצרו יכול לקחת בהצלחה כשמונים אחוזים ממשא במשקל 40 קילו, שנישא על גבו של אדם. אך ישנה עדיין בעיה אחת : המודל הנוכחי משבש את צורת ההליכה הרגילה של האדם הנושא אותו.

“אתה יכול בפירוש להרגיש שהוא [האב-טיפוס] משפיע על ההליכה שלך,” אמר קונור וולש, סטודנט לתואר גבוה שעבד על הפרוייקט. יחד עם זאת- “אתה בכל זאת מרגיש אותו מקל על המשקל, ואתה בהחלט מרגיש פחות לחץ על חלק הגוף העליון.”

בראש קבוצת המחקר עמד יוגו הר, חוקר ראשי בקבוצת הביומכטרוניקה ופרופסור חבר במעבדת המדיה של MIT – המכון הטכנולוגי של מסצ'וטס. מוקדם יותר הקיץ, הר ועמיתיו חשפו את הקרסול הרובוטי הראשון בעולם, המיועד לקטועי גפיים-תחתונות.

בסופו של דבר, הר מקווה ליצור מכשירי רגליים מסייעים שיוכלו להיות שימושיים לכל אחד. הוא חוזה שלדים-חיצוניים לרגליים, שיוכלו לעזור לאנשים לרוץ מבלי להתאמץ, כמו גם לעזור בסחיבת משאות כבדים.

“החלום שלנו הוא ש- 20 שנה מעכשיו, אנשים כבר לא ילכו לחנויות אופניים – הם ילכו לחנויות רגליים,” הוא אומר.

מכשירי שלד-חיצוני יוכלו להגביר את המשקל שאדם יכול לשאת על עצמו, להקטין את הסבירות לפציעת רגל או גב ולהפחית את המשקל או רמת הקושי שהאדם מרגיש בנשיאת משקל כבד.

האדם הנושא את השלד החיצוני שם את רגליו במגפיים המחוברות לסדרה של צינורות. “הצינורות עוברים במקביל לרגל עד לתרמיל הגב, ומעבירים את משקל התרמיל לאדמה. קפיצים באזור הקרסול והמותן ומרסנים באזור הברך מאפשרים למכשיר לחקות את תנועת ההליכה של רגל אנושית, במחיר נמוך מאד של אספקת כוח חיצוני (וואט אחד).

קבוצות מחקר אחרות הפיקו בהצלחה מכשירי שלד-חיצוני שיכולים לשאת על עצמם משקל, אך דורשים מקור כוח גדול (בערך 3,000 וואט). מקור כוח זה מסופק ע”י מנוע בנזין.

כאשר החוקרים מ- MIT בחנו את המכשיר שלהם, הם גילו שלמרות שהמטען שנישא על גב הבודק אכן הוקל, הבודק נאלץ לצרוך 10% יותר חמצן מהרגיל. כפי הנראה הסיבה לכך היא הצורך במאמץ נוסף כדי לפצות על ההפרעה בצורת ההליכה.

הקבוצה מקווה לשפר את העיצוב כך שהשלד החיצוני יחקה בצורה טובה יותר את תנועותיה של הרגל האנושית, ובכך יאפשר צורת הליכה טבעית יותר. התוצאה החשובה ביותר של המחקר, אומר וולש, היא שהעיצוב החדשני – המבוסס על קפיצים וצריכת אנרגיה נמוכה – נראה מבטיח.

“זוהי הפעם הראשונה שהוא נבדק,” אמר וולש, “לא ידענו למה לצפות.”

חברים אחרים בקבוצת הביומכטרוניקה שתרמו לפרוייקט היו דניאל פלוסקה, קן פסש, אנדרו וליאנטה וויליאם גראנד.

התמונה – קונור וולש מדגים את אב-הטיפוס של השלד-החיצוני שהוא וחוקרים אחרים ב- MIT פיתחו. ההמצאה יכולה לשאת בהצלחה 80% ממשקל של 40 קילוגרם, הנישאים על גב הבודק.