Die Erfindung dieses Exoskeletts könnte die Art und Weise verändern, wie wir trainieren und Rennen fahren

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Greg Sawicki ist außerordentlicher Professor für Automatisierung und Mechatronik an der Georgia Tech. Seine Arbeit konzentriert sich auf robotergestützte Exoskelette der unteren Gliedmaßen, die zur Verbesserung der menschlichen Fortbewegung entwickelt wurden. Mit anderen Worten, er versucht, das Gehen und Laufen mit Hilfe beispielsweise einer externen Achillessehne zu erleichtern. Er träumt davon, eines Tages drei Stunden beim Marathon zu durchbrechen – unterstützt durch eine seiner eigenen Erfindungen – und ist deshalb begeistert von einer kürzlichen Ankündigung von Forscherkollegen, die dazu beitragen könnte, seinen Traum früher zu verwirklichen, als er es für möglich gehalten hätte.

Im Oktober veröffentlichte ein Team iranischer biomedizinischer Ingenieure eine Studie in den IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering , eine von der IEEE Engineering in Medicine and Biology Society herausgegebene Zeitschrift. In der Studie haben sie die Entwicklung eines Geräts detailliert beschrieben, das es einfacher macht, die Laufrichtung der Beine beim Laufen umzukehren und den für das Laufen erforderlichen Stoffwechsel um 8 Prozent zu reduzieren. Bis zu dieser Erfindung hatten angetriebene Exoskelette nur eine Reduzierung der Stoffwechselrate von etwas mehr als 5 Prozent und Schuhe von etwa 4 Prozent erreicht.

„Was es so spannend macht“, sagt Sawicki, „ist, dass es ein bereits effizientes System – das menschliche Laufen – nimmt und es noch besser macht, ohne externe Energie hinzuzufügen.“ Wie sich eine 8-prozentige Reduzierung des Stoffwechsels auf das Kilometertempo auswirken könnte, ist schwer zu sagen, sagt Sawicki, aber die wichtigste Erkenntnis ist, dass Läufer im Laufe der Zeit weniger ermüden könnten. Dies könnte zu schnelleren Zeiten über lange Distanzen führen und es älteren Läufern ermöglichen, ihr Training später im Leben aufrechtzuerhalten.

„Wenn wir älter werden, werden unsere Sehnen nudeliger“, sagt Sawicki. Diese Steifigkeitsänderungen können die Energiekosten des Laufens in die Höhe treiben. Biomedizinische Forscher haben die Verwendung von Federn untersucht, um einen Teil der Energiespeicherung und -rückgabe zu übernehmen, die unsere Sehnen leisten.

Es erscheint logisch, aber Ingenieure versuchen seit über 100 Jahren erfolglos, eine solche antriebslose Feder zu entwickeln. Sawicki sagt, dass die Bildgebungstechnologie ein besseres Verständnis der Beziehung zwischen Muskeln und Sehnen ermöglicht hat, die zu diesem Durchbruch geführt hat. „Es gibt Federmechanismen im menschlichen Körper, die dafür sorgen, dass unsere Muskeln, unsere Kraftquellen, weniger leisten müssen“, sagt Sawicki. Während wir früher an Muskeln als Kraftquellen dachten, „arbeiten viele Muskeln tatsächlich wie Kupplungen, um Sehnen festzuhalten, die wie Federn sind, also fungieren die Muskeln nicht wirklich wie Motoren oder Motoren.“

„Die Wadenmuskulatur führt zum Beispiel nicht viele Energieinjektionen durch“, sagt Sawicki. „Bei jedem Schritt werden die Wadenmuskeln aktiviert, um Ihre Achillessehne festzuhalten. Stellen Sie sich dann vor, dass Ihre Achillessehne durch den Schwung Ihres Körpers belastet wird, und dann gibt diese Sehne den Schwung genau zum richtigen Zeitpunkt an Sie zurück, um Sie abzustoßen.“

Die Erfindung des iranischen Exoskeletts ist wichtig, weil sie eine neue Ära von Studien außerhalb des Labors einläuten kann, die zu Anwendungen führen, die eher praktisch sind (denken Sie an:Militär, körperliche Arbeit) als theoretische. Was es für Sportler bedeutet, "müssen sich die Regeln ändern", sagt Sawicki. Betrachten Sie es als den Unterschied zwischen dem Schwimmen in einem Neoprenanzug und ohne Neoprenanzug. Vor allem dieses Exoskelett wäre nicht leicht zu verstecken – es sieht aus wie ein großer Querlenker, der hinten aus deiner Taille kommt.

Aber Forscher arbeiten bereits an weichen Exoskeletten, die irgendwann unter normaler Laufkleidung versteckt oder in Laufkleidung integriert werden könnten. Wenn das passiert – Sawicki legt einen Zeitrahmen von fünf Jahren fest – melden sich Athleten möglicherweise gerade für Rennen in einer neuen „erweiterten“ Kategorie an.

Der Kicker für Triathleten:„Ich könnte mir vorstellen, dass das auch beim Schwimmen funktioniert“, sagt Sawicki. „Du könntest eine Trittbewegung ausführen, die so etwas ausnutzen könnte.“

[Die Erfindung dieses Exoskeletts könnte die Art und Weise verändern, wie wir trainieren und Rennen fahren: https://de.sportsfitness.win/Coaching/Andere-Coaching/1001053812.html ]