ساخت اسکلت خارجی غیرفعال برای کاهش خستگی حین دویدن

پژوهشگران دانشگاه تهران موفق به طراحی و ساخت نخستین اسکلت خارجی غیرفعال برای کمک به کاهش خستگی به‌ هنگام دویدن شدند.

کد خبر: ۶۲۹۸۳۸

تاریخ: ۰۹ تير ۱۴۰۲ - ۱۱:۰۴

دکتر رضوان نصیری، عضو هیئت علمی گروه هوش ماشین و رباتیک دانشگاه تهران در گفت‌وگو با ایران اکونومیست، اظهار کرد: طراحی و ساخت اسکلت خارجی که قابلیت کاهش مصرف انرژی و خستگی به‌ هنگام دویدن را داشته باشد، به‌ عنوان یک چالش تحقیقاتی در بین محققان جهان مطرح بود.

وی ادامه داد: از سال حدود ۲۰۰۵ یکی از چالش‌های تحقیقاتی مهم کاهش مصرف انرژی انسان در انجام فعالیت‌های روزمره بوده است. فعالیت‌هایی نظیر راه رفتن، دویدن، برداشتن اجسام سنگین و ... ؛ با حل چنین مسائلی در کنار شناخت بهتر بیومکانیک بدن انسان، محققان قادر خواهند بود ابزارهایی برای کمک به افراد ناتوان و یا کم توان (مانند سالمندان و بیماران) طراحی کنند.

این پژوهشگر دانشگاه تهران خاطرنشان کرد: تا سال ۲۰۱۵ محققان توانستند اسکلت‌های خارجی را طراحی کنند که به جز دویدن تقریباً همه فعالیت‌های روزمره انسان را با خستگی و مصرف انرژی کمتر انجام دهد. پس طراحی و ساخت اسکلت خارجی که قابلیت کاهش مصرف انرژی و خستگی در هنگام دویدن را داشته باشد، به‌عنوان یک چالش تحقیقاتی در بین محققان جهان مطرح ‌شد.

دکتر نصیری تصریح کرد: تا جایی که دانشگاه‌هایی چون Stanford و MIT به جد در تلاش بودند تا اسکلت خارجی کاربردی برای دویدن طراحی کنند. در همین راستا من در قالب رساله دکتری با همکاری مهندس ارژنگ احمدی تلاش کردیم تا این چالش‌ تحقیقاتی را برطرف کنیم.

وی گفت: براساس مطالعات انجام شده در خصوص بیومکانیک بدن انسان، در هنگام دویدن بخشی از انرژی هر پا در هنگام برخورد با زمین از دست می‌رود و این در حالی است که در همان لحظه پای بعد باید خود را دوباره به حرکت در آورد و این خود یک سیکل هدر رفت انرژی در هنگام دویدن است.

عضو هیئت علمی گروه هوش ماشین و رباتیک دانشگاه تهران، افزود: در همین راستا اسکلت خارجی‌ای طراحی شد تا به کمک یک فنر بخشی از انرژی یکی از پاها(در هنگام برخورد به زمین) را دریافت کرده و به پای دیگر انتقال دهد و از این طریق این سیکل هدر رفت انرژی بهبود یابد.

دکتر نصیری با بیان این‌ که در آزمایشات مشاهده شد که این اسکلت خارجی می‌تواند در هنگام دویدن حدود هشت درصد مصرف انرژی کاربران سالم را کاهش دهد، خاطرنشان کرد: نتایج حاصل از این کار تحقیقاتی در مقاله‌ای با عنوان Reducing the energy cost of human running using an unpowered exoskeleton در مجله معتبر IEEE به چاپ رسید.

وی افزود: همچنین نتایج حاصل از این کار تحقیقاتی مورد توجه مجله نیویورک تایمز(New York Times) قرار گرفت تا آنجا که بخش ورزشی این مجله یک ستون را به انعکاس خبر این دستاورد اختصاص داد و این خبر را با عنوان A Device That Makes Running Faster and Easier به چاپ رساند.

این پژوهشگر دانشگاه تهران گفت: این طرح در اداره ثبت اختراعات آمریکا با عنوان Methods and systems for an exoskeleton to reduce a runners metabolic rate ثبت(گرنت) شده است.

دکتر نصیری تصریح کرد: این طرح همچنین برنده جایزه نوآوری جشنواره جوان خوارزمی در سال ۱۳۹۸، برنده جایزه رساله دکتری نمونه دانشگاه تهران در سال ۱۳۹۸ است و در سال ۱۳۹۷ در ایران ثبت اختراع شد.