A invenção deste exoesqueleto pode mudar a maneira como treinamos e corremos

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Greg Sawicki é professor associado de automação e mecatrônica na Georgia Tech. Seu trabalho se concentra em exoesqueletos robóticos de membros inferiores projetados para aumentar a locomoção humana. Em outras palavras, ele está tentando tornar mais fácil andar e correr com a ajuda de, digamos, um tendão de Aquiles externo. Ele sonha em quebrar três horas na maratona algum dia - auxiliado por uma de suas próprias invenções - e é por isso que ele se entusiasmou com um anúncio recente de outros pesquisadores que pode ajudar a trazer seu sonho à realidade mais cedo do que ele pensava ser possível.

Em outubro, uma equipe de engenheiros biomédicos iranianos publicou um estudo no IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering , um jornal publicado pela IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. No estudo, eles detalharam a criação de um dispositivo que torna mais fácil inverter a direção das pernas durante a corrida, reduzindo a taxa metabólica necessária para correr em 8 por cento. Até esta invenção, os exoesqueletos motorizados alcançaram apenas uma redução da taxa metabólica de pouco mais de 5% e os sapatos de cerca de 4%.

“O que o torna tão empolgante”, diz Sawicki, “é que ele pega um sistema já eficiente - funcionamento humano - e o torna ainda melhor, sem adicionar nenhuma energia externa”. É difícil dizer como uma redução de 8% na taxa metabólica pode afetar o ritmo em quilômetros, diz Sawicki, mas a principal lição é que isso pode diminuir a fadiga dos corredores com o tempo. Isso pode levar a tempos mais rápidos em longas distâncias e permitir que corredores mais velhos continuem treinando mais tarde na vida.

“À medida que envelhecemos, nossos tendões ficam mais macarrão”, diz Sawicki. Essas mudanças de rigidez podem aumentar o custo de energia para funcionar. Pesquisadores biomédicos têm investigado o uso de molas para fazer parte do armazenamento e retorno de energia que nossos tendões fazem.

Parece lógico, mas os engenheiros vêm tentando sem sucesso há mais de 100 anos criar uma mola sem energia. Sawicki diz que a tecnologia de imagem permitiu um melhor entendimento da relação entre músculos e tendões que levou a esse avanço. “Existem mecanismos de mola no corpo humano que fazem com que nossos músculos, nossas fontes de energia, não tenham que fazer tanto”, diz Sawicki. Embora costumássemos pensar nos músculos como fontes de energia, "muitos músculos estão na verdade agindo como garras para segurar os tendões, que são como molas, então os músculos não estão realmente agindo como motores ou motores."

Por exemplo, “os músculos da panturrilha não injetam muita energia”, diz Sawicki. “Cada vez que você dá um passo, os músculos da panturrilha se ativam para segurar o tendão de Aquiles. Em seguida, imagine seu tendão de Aquiles ficando estressado pelo impulso do seu corpo, e então esse tendão retorna o impulso para você no momento certo para empurrá-lo. "

A invenção do exoesqueleto iraniano é importante porque pode inaugurar uma nova era de estudos feitos fora do laboratório, levando a aplicações mais práticas (pense:militar, trabalho físico) do que teóricas. Quanto ao que isso significa para os atletas, “as regras terão que mudar”, diz Sawicki. Pense nisso como a diferença entre nadar com roupa de neoprene e não usar roupa de neoprene. Este exoesqueleto em particular não seria fácil de esconder - ele se parece com um grande osso da sorte saindo da parte de trás da sua cintura.

Mas os pesquisadores já estão trabalhando em exoesqueletos macios que podem eventualmente ser escondidos sob roupas normais de corrida ou integrados em roupas de corrida. Quando isso acontece - Sawicki está colocando um prazo de cinco anos nisso - os atletas podem simplesmente estar se inscrevendo para corridas em uma nova categoria "aumentada".

O chute para os triatletas:“Eu poderia imaginar isso funcionando para a natação também”, diz Sawicki. “Você poderia adotar um movimento de chute que poderia tirar vantagem de algo assim.”