Рюкзак научили облегчать человеку ходьбу

Китайские учёные из Хуачжунского научно-технологического университета разработали моторизированный рюкзак, который снижает нагрузку на человека при ходьбе.
Теги:
Рюкзак научили облегчать человеку ходьбу

Не секрет, что при ходьбе человек двигается не только вперёд, но и вверх-вниз – это неизбежно обусловлено процессом ходьбы. Если на спине у него при этом висит рюкзак, то он получает вертикальные ускорения, поэтому реальная нагрузка на тело складывается не только из веса рюкзака, но и инерционной составляющей. Чтобы уменьшить нагрузку, китайские инженеры смастерили «активный» рюкзак, который практически полностью устраняет инерционную составляющую силы. Конструкцию моторизированного рюкзака можно разделить на несколько частей.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Одну из них надевает человек при помощи лямок и пояса. Сзади на ней есть пластина, на которой в центре расположено подвижное крепление для основной части рюкзака, а по бокам установлены два эластичных троса. Сверху каждый из тросов жёстко прикреплён к пластине, далее он проходит через два блока, а на другом конце закреплён на подвижном креплении. Все эти элементы обеспечивают пассивное гашение колебаний. Активная система состоит из шарико-винтовой передачи, в центре которой находится подвижное крепление с датчиком ускорения, а снизу — электромотор. Во время ходьбы система анализирует нагрузку и смещает крепление относительно пластины рюкзака, чтобы вертикальное ускорение стремилось к нулю.

Разработчики рюкзака провели с ним два вида испытаний. В ходе первого они сравнивали вертикальное ускорение рюкзака в нормальном режиме и с зафиксированным подвижным креплением: выяснилось, что активная и пассивная система снижают ускорение на 98,5%. Во втором испытании сравнивались метаболические затраты на ходьбу между активным и заблокированным рюкзаком, а также обычным. Для этого добровольцы ходили по беговой дорожке с рюкзаком и грузом массой 19,4 килограмма, а их затраты на движение измерялись по выдыхаемому воздуху. Оказалось, что при одинаковой массе груза с активным рюкзаком человек тратит на 8% меньше энергии, чем с заблокированным, и на 11% меньше, чем с обычным.