Exoskelett spart Energie beim Gehen

  • Der Mensch hat im Laufe der Evolution das Gehen perfektioniert. Dennoch lässt sich der Energieverbrauch bei jedem Schritt noch optimieren. Dafür entwickelten amerikanische Biomechaniker eine mechanische Gehhilfe, mit der sie die Effizienz beim Schreiten ganz ohne Motorunterstützung oder Batteriebetrieb um über sieben Prozent steigern konnten. Wie sie in der Fachzeitschrift „Nature“ berichten, erzielten sie diesen Effekt mit einem sogenannten Exoskelett, das vor allem die Wadenmuskelatur unterstützte.


    „Die Stoffwechselrate eines gehenden Menschens lässt sich mit unserem Exoskelett, das selbst über keinen Antrieb verfügt, reduzieren“, erläutern Steven Collins von der Carnegie Mellon University in Pittsburgh und seine Kollegen von der University of North Carolina at Chapel Hill. Auf der Grundlage einer genauen Analyse der Biomechanik beim Gehen kombinierten sie eine Feder mit einer speziellen Kupplung, die die Federspannung während des Gehens kontrollierte. Mit gepolsterten Manschetten ließen sich diese mechanischen Gehhilfen - jeweils nur ein halbes Kilogramm schwer – an die Unterschenkel von mehreren Testpersonen schnallen.


    Während der Testläufe zeigte sich, dass sich die Feder spannte wenn der Fuß auf dem Boden auflag. Wurde danach der Fuß wieder angehoben, entspannte sich die Feder wieder. Die Feder bewegte sich dabei entsprechend der Dehnung und Entlastung der Achilles-Sehne. Dank dieser Unterstützung musste vor allem der Wadenmuskel weniger Arbeit leisten. Nach vielen Gehversuchen mit neun Testpersonen fanden Collins und Kollegen die ideale Federspannung für ihre Gehhilfe. Die spezifische Leistung eines Menschens beim Gehen konnte so von knapp drei Watt pro Kilogramm auf 2,67 Watt pro Kilogramm reduziert werden. Diese Effizienzsteigerung von 7,2 Prozent entspricht etwa der Leistung, die beim Tragen einer vier Kilogramm schweren Last aufgebracht werden müsste.


    Gesunde Menschen mögen solche Gehhilfen nicht benötigen. Doch wer etwa nach einer Operation oder Krankheit wieder das Gehen trainiert, könnte von diesen Exoskeletten profitieren. Es ist nicht unwahrscheinlich, dass diese Entwicklung auch auf Interesse im Militärsektor stößt. Denn Infantrie-Soldaten könnten mit diesen Exoskeletten weitere Strecken laufen und dabei höhere Lasten tragen. quelle: wissenschaft-aktuell.de


    Ohne zusätzlichen Antrieb kann eine leichte, mechanische Gehhilfe die Wadenmuskulatur unterstützen

  • ... ja klar, und die Wadenmuskeln werden weniger belastet = weniger trainiert und bilden sich zurück. Damit ist das Heben der Fußspitze schlußendlich nicht mehr gewährleistet und der Oberschenkelmuskel muß nun die Mehrarbeit leisten, weil das Bein ja höher gehoben werden muss.


    Exoskelette trugen auch schon die von Erik von Däniken beobachteten Raumfahrer und brachten sie mit auf die Erde. Im Ergebnis dieser Entwicklung wurde das Auto erfunden; zuerst waren es ja nur Baumstämme, die an jeder Seite zwei drehbare Baumscheiben anbebaut hatten. Diese wurden von Runses-III-Empfängern (auch 1-Ulungi-Arbeiter (nach der damaligen Währung) genannt) geschoben, die sich keine Exoskelette leisten konnten.


    Die Exoskelette werden heute übrigens auch nur leihweise vergeben. Wenn der entsprechende Mensch alt und zurückgebildet genug ist, daß er nicht mehr laufen kann, spart sich die Pflegekasse auch die Kosten für einen Rollator.


    Sinnvoll erachte ich den WOHLÜBERLEGTEN Einsatz in der Rehabilitation.


    Auch in der Bundeswehr werden die Dinger bald eingeführt werden, weil die Hubschrauber eh nicht fliegen, die Panzer nicht fahren und die Gewehre nicht treffen. Da bleibt der Infanterie wohl nichts weiter übrig, als die Kugeln dem Feind persönlich zu übergeben: "Fühlen Sie sich getroffen und fallen Sie gefälligst um!" Würde viel Leid ersparen, denn es gäbe weniger Tote...

    Mach' den Ofen nur halb voll,
    wenn's Holz lange reichen soll!


    Viele Grüße aus der Oberlausitz
    Jörg


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  • Im TV habe ich vor einiger Zeit einen Bericht mit diesen Geräten gesehen. Was die Soldaten da alles wegschleppten und in einem Tempo über unwegsame Wege und im Gebirge das war sagenhaft. Zum Test einen anderen Soldaten ohne diese Hilfe nach ein paar Schritten konnte er erstens das Tempo nicht mithalten und nach kurzer Zeit konnte er die Last (schwerer Rucksack zum Übernachten und Tarnzeug und seine Bwaffnung mit Funkgerät) nicht mehr tragen. Habe vergessen wieviel Kg es waren.

    Es gibt nur zwei Tage im Jahr, an denen man nichts tun kann. Der eine ist Gestern, der andere Morgen. Dies bedeutet, dass heute der richtige Tag zum Lieben, Glauben und in erster Linie zum Leben ist. Dalai Lama

    https://zitatezumnachdenken.com/dalai-lama


    Mit freundlichem Gruß Jürgen


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