Cette exosquelette de type catapulte pourrait rendre les humains 50% plus rapides

Cette exosquelette de type catapulte pourrait rendre les humains 50% plus rapides

 

Avec le bon engin mécanique attaché, les vitesses de course humaines pourraient rivaliser avec celles des cyclistes, selon de nouvelles recherches – obtenant des coureurs jusqu’à 20,9 mètres par seconde, ou plus de 46 miles par heure.

 

Il convient de noter que ce sont des calculs théoriques pour le moment, et l’équipe responsable espère que son prototype sera prêt l’année prochaine. Les chiffres sont basés sur le potentiel qui serait libéré par un attachement d’exosquelette à ressort, semblable à une catapulte.

Nous avons vu ces sortes d’exosquelettes utilisés dans le passé pour aider des personnes paralysées , et un appareil en état de marche pourrait avoir beaucoup d’utilisations potentielles – bien que tous les records olympiques utilisant peu probable de se tenir.

“Notre résultat pourrait conduire à une nouvelle génération de dispositifs d’augmentation développés pour les sports, les opérations de sauvetage et les forces de l’ordre, où les humains pourraient bénéficier d’une vitesse de mouvement accrue”, écrivent les chercheurs dans leur publié papier .

Les mécaniques elles-mêmes sont en fait basées sur des vélos: les pédales de vélo sont si efficaces parce qu’elles nous aident à nous propulser vers l’avant pendant que nos pieds se redressent, ainsi que lorsqu’ils poussent vers le bas. C’est de l’énergie qui est gaspillée pendant que nous courons.

Même les coureurs les plus rapides sur Terre ne gagnent aucune vitesse une fois que leurs pieds quittent le sol – uniquement lorsque leurs pieds heurtent la piste et poussent. Et comme les coureurs deviennent plus rapides, leurs pieds passent plus de temps dans les airs.

Alors, comment pourrait-on mieux utiliser ce temps «perdu»? Les chercheurs derrière la nouvelle étude ont examiné une variété de concepts, atterrissant sur un attachement à ressort qui fonctionne un peu comme une catapulte pour tirer un coureur vers l’avant.

“La disparité entre la mécanique du cyclisme et la mécanique de la course à pied nous a donné l’idée de faire l’hypothèse d’un appareil permettant aux jambes de travailler en l’air”, a déclaré à Emma Betuel l’ingénieur en mécanique David Braun, de l’Université Vanderbilt, [19459006 ] Inverse .

L’idée de fixer des ressorts aux jambes existe depuis plus d’un siècle, mais elle n’est pas particulièrement efficace en soi. Dans ce cas, l’équipe a utilisé la modélisation informatique pour frapper un appareil où le ressort stocke de l’énergie jusqu’à ce que le pied touche à nouveau le sol.

exo walk 2 Fonctionnement de l’appareil. (Sutrisno & Braun, Science Advances, 2020)

Cette énergie proviendrait de la flexion des jambes et de l’avancement dans l’air, suggèrent les chercheurs. Le ressort pourrait libérer cette énergie au contact du sol et ajouter plus de soutien au corps.

Pour atteindre les vitesses maximales, l’analyse montre que le ressort aurait besoin de capter l’énergie pendant 96 pour cent de l’étape et de pouvoir la transférer entièrement vers l’accélération vers l’avant. Le chiffre de 20,9 mètres par seconde est également basé sur l’énergie pompée par un cycliste de classe mondiale, de sorte que le reste d’entre nous pourrait être un peu plus lent.

De nombreux défis restent à relever – notamment en ce qui concerne l’impact supplémentaire que chaque étape aurait dû descendre d’une plus grande hauteur – mais les chercheurs suggèrent que le ressort pourrait être programmé pour s’adapter à différentes vitesses, comme les engrenages sur un bicyclette.

En plus d’aider les services d’urgence, les secouristes et à peu près tous ceux qui ont besoin de se rendre rapidement, un exosquelette comme celui-ci pourrait même inspirer un tout nouveau sport (tout comme les vélos), disent les chercheurs. Avec le temps, ils espèrent que l’ensemble de l’appareil pourrait même tenir dans une chaussure.

“Cela nous montre jusqu’où nous pouvons repousser les limites et sur quelles caractéristiques clés nous devons nous concentrer pour développer la nouvelle technologie”, a déclaré Braun à Ian Sample à The Guardian [19459004 ].

La recherche a été publiée dans Science Advances .

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