로봇 발목이 스프링보다 낫다

스탠포드 대학에 따르면, 연구에 따르면 모터로 구동되는 외골격은 외골격없이 달리는 것에 비해 달리기 에너지 비용을 15 % 줄 였다고한다. 외골격이 스프링을 모방하도록 동력을 공급 한 반면, 외골격없이 달리는 것보다 달리기가 11 % 더 어려웠다.

스탠포드의 기계 엔지니어 스티브 콜린스 (Steve Collins)는“사람들이 달리면 다리가 봄처럼 행동하기 때문에 봄 같은 도움이 효과적이지 않다는 것에 매우 놀랐습니다. "우리 모두는 우리가 달리거나 걷는 방법에 대한 직관을 가지고 있지만 과학자조차도 인체가 어떻게 효율적으로 움직일 수 있는지를 여전히 발견하고 있습니다."

힘없이 장착 된 외골격은 아무것도 장착하지 않은 것보다 13 % 더 달리기가 더 어려워서 '봄'보조는 비 동력 외골격보다 2 % 더 쉬웠습니다.

다리 당 하나의 외골격이 있었고 Bowden 케이블을 통해 원격 모터로 작동했습니다.

각각 발과 발목 관절이 필요없이 발과 발 주위에 피봇 된 (발목에서) 탄소 섬유 프레임으로 발목 관절 아래로 힘을 전달하는 아킬레스 건과 평행하게 당겨지는 단동 식이었다. 관련되다.

스프링 형 모드에서, 시스템은 송아지와 평행하게 달리는 스프링을 흉내 내고, 스텝 시작시 에너지를 저장하고 발가락이 밀릴 때 그 에너지를 언로드합니다.

파워 모드에서는 달리기 단계가 끝날 때 발목을 확장하는 데 도움이되었습니다.

“강력한 원조는 종아리 근육의 많은 에너지 부담을 일으켰습니다. Delaney Miller 연구원은“정상 달리기와 비교했을 때 매우 탄력적이고 탄력이있었습니다.”라고 말했습니다. “경험에서 말하면 정말 기분이 좋습니다. 장치가 그러한 도움을 제공 할 때, 당신은 영원히 달릴 수 있다고 생각합니다.”

11 명의 러너가 외골격 발목을 테스트했으며, 각 발목을 사용하도록 적응했습니다. 각각의 경우, 외골격 반응은 개인의 보행주기 및 단계에 따라 조정되었습니다. 호흡 산소 및 이산화탄소 수준을 측정하여 인간 에너지 출력을 평가했습니다.

대학에 따르면 에너지 절약은 강화 된 외골격이 주행 속도를 10 %까지 높일 수 있다고합니다.

기계 엔지니어 Guan Rong Tan은“이것을 거의 운송 수단으로 생각할 수 있습니다. "버스에서 내릴 수 있고 외골격을 때릴 수 있으며 땀을 흘리지 않고 5 분 안에 일할 마지막 1-2 마일을 막을 수 있습니다."

Stanford University는 Carnegie Mellon University, Ghent University 및 Nike와 함께 일했습니다.

이 작업은 Science Robotics에서 발간 한‘강력하고 힘없는 발목 외골격 지원으로 인간 달리기의 에너지 경제 개선 ''에서 다룹니다.

이미지 크레디트 : Farrin Abbott