Un team di ricerca della Queen’s University in Canada ha sviluppato un esoscheletro capace di “catturare” durante la deambulazione l’energia corporea e trasformarla in elettricità. Non solo, la nuova tecnologia è capace di abbattere il consumo metabolico e di conseguenza il lavoro muscolare degli arti durante lunghe passeggiate.
Lo studio sul consumo metabolico è stato pubblicato sulla rivista Science.
Come l’esoscheletro abbatte il consumo metabolico
Diverse ricerche precedenti hanno evidenziato come camminare abbia un costo metabolico. L’energia consumata viene prodotta da diverse parti di piedi, gambe, bacino e busto. È stato anche dimostrato che durante ogni passo, la gamba sollevata in aria deve applicare una forza frenante mentre si sposta per atterrare per impedire al soggetto interessato di cadere in avanti. Riemer, Nuckols e Sawicki, gli autori della ricerca, hanno osservato che frenare è relativamente impegnativo per i muscoli, poiché devono tendere e mantenere una forza frenante mentre si allungano leggermente. La frenata per sistemi meccanici, invece, è economica.
I ricercatori hanno sfruttato di questa differenza progettando un esoscheletro che riprende parte della frenata che si verifica durante la deambulazione e quindi riduce il costo metabolico complessivo della deambulazione. L’obiettivo dello studio riguarda la possibilità di catturare parte dell’energia che si perde durante la deambulazione, quindi hanno aggiunto un piccolo generatore. Il generatore ha cavi che si attaccano alle gambe e si stringono quando una gamba si sposta in posizione di frenata. La resistenza del generatore fornisce quindi una leggera forza frenante, sollevando la gamba dal dover fare tutto il lavoro. Pertanto, non solo l’esoscheletro riduce il costo metabolico della deambulazione, ma produce anche una piccola quantità di elettricità.
I test hanno dimostrato che l’esoscheletro offre ai camminatori un beneficio metabolico netto del 3,3%, abbastanza, sostengono i ricercatori, per essere notato da qualcuno che cammina a lunga distanza. Riconoscono che il peso del generarore, che viene trasportato sulla schiena, ha ridotto il vantaggio dell’1%, ma ha anche portato a produrre 0,25 W di elettricità generata per ciclo del passo.
