Efficienter lopen met batterijloos exoskelet

Jorim

: 14288890618940461011.jpg (65.99 KiB) 741 keer bekeken

Miljoenen jaren evolutie hebben ons perfect leren lopen, maar onderzoekers van de North Carolina State universiteit en Carnegie Mellon universiteit hebben recentelijk een batterijloos exoskelet ontwikkeld dat lopen nog net wat makkelijker maakt.

De lichtgewicht koolstofvezel constructie om het onderbeen imiteert de werking van de kuitspieren en achillespees. Tijdens het neerzetten van de voet slaat het energie op in een veer en een koppelingssysteem geeft deze vrij wanneer de voet wordt opgetild. Hiermee kan zo'n 7% energie worden bespaard, wat overeenkomt met een rugzak van zo'n 5 kg.

Militaire toepassingen liggen voor de hand, maar de onderzoekers zien vooral mogelijkheden voor mensen met een aandoening (spierproblemen na een beroerte, MS, etc.).

Zie onderstaande video voor meer toelichting:

Bron: Nature via NC State University

317070

Grapppig. In mijn onderzoek ontwikkel ik lopende robots die op een gelijkaardig principe werken (en dus ook energie-efficiënter kunnen worden). Er is nog veel marge voor verbetering als ik de ontwerpen zie. Wij zijn nu aan het experimenteren met 3d-prints van flex-pla en gewoon pla, waardoor je dus die veer in je materiaal kunt steken (wat praktischer en robuuster is). Dan hangt die niet zo 10 centimeter van je been.
Ook wil je eigenlijk geen lineaire veer (zoals zij lijken te gebruiken), maar wil je iets niet-lineairs waarvan de veerconstante scherp stijgt bij een toenemende uitwijking. Dan is de controle van het systeem eenvoudiger, wat me geen slecht idee lijkt voor onze voeten. (Onze pezen zijn ook niet-lineair).

Maar, goede ontwikkeling. Het verwondert me dat er niet eerder naar gezocht is.

Jorim

317070 schreef: ...maar wil je iets niet-lineairs waarvan de veerconstante scherp stijgt bij een toenemende uitwijking.

Dat ik dit las en het filmpje bekeek bedacht ik dat laatste ook, maar ik vermoed dat je er dan weer ergens energie in moet gaan steken. Zou dan de beweging die nu geen extra energie kost (neerzetten van de voet (ongeveer)), meer energie gaan kosten die daarna wel wordt vrijgegeven, maar waarbij er waarschijnlijk verlies plaats vindt?

317070

Jorim schreef:Dat ik dit las en het filmpje bekeek bedacht ik dat laatste ook, maar ik vermoed dat je er dan weer ergens energie in moet gaan steken. Zou dan de beweging die nu geen extra energie kost (neerzetten van de voet (ongeveer)), meer energie gaan kosten die daarna wel wordt vrijgegeven, maar waarbij er waarschijnlijk verlies plaats vindt?

Nee, voor verlies maakt dat niet veel uit. En een niet-lineaire veer is ook gewoon zuiver mechanisch, zie hieronder een paar voorbeelden.

Afbeelding

Je wil hier een niet-lineariteit dat je niet zomaar in die ene veer kunt steken, maar dat kun je ook doen door je veren slim te plaatsen waardoor je hefboomeffecten krijgt. In ieder geval, of de veerconstante constant blijft of niet, verandert niets aan de energieopslag tussen de stappen door.

Jorim

Ah ja, ik snap wat je bedoelt. Denk jij dat je meer hefboomeffecten kan creëren zonder dat het een gigantische constructie wordt? Ik vermoed dat die veer nu al wat verder van het been af zit om al wat hefboomeffect te realiseren.

317070

Jorim schreef: Ah ja, ik snap wat je bedoelt. Denk jij dat je meer hefboomeffecten kan creëren zonder dat het een gigantische constructie wordt? Ik vermoed dat die veer nu al wat verder van het been af zit om al wat hefboomeffect te realiseren.

Ja, je kunt de veerkracht in je materiaal steken met wat clever design. Met 3d-printers kun je ontwerpen maken die gedeeltelijk uit een stijf PLA zijn, en gedeeltelijk uit een elastisch PLA. De mogelijkheden zijn dan eindeloos.

Nu, ze willen maar energie van 1 gewricht opslaan. Waarom ze dan geen wasknijper-design gebruiken is me een beetje een raadsel.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Efficienter lopen met batterijloos exoskelet

Efficienter lopen met batterijloos exoskelet

Re: Efficienter lopen met batterijloos exoskelet

Re: Efficienter lopen met batterijloos exoskelet

Re: Efficienter lopen met batterijloos exoskelet

Re: Efficienter lopen met batterijloos exoskelet

Re: Efficienter lopen met batterijloos exoskelet