Помощь в нужный момент шага
Мягкий экзокостюм не поднимает ногу за человека и не толкает его всё время. Его задача — добавить усилие в короткой фазе шага, когда нога отталкивается от земли. Именно тогда мышцы голени и стопы должны разогнать тело вперёд, а рюкзак увеличивает нагрузку на них.
Тканевые элементы костюма закреплены вокруг туловища и ног. Тонкие тросы соединяют их с приводом — устройством, которое натягивает трос, словно механическая мышца. Когда трос тянет в подходящий момент, часть работы при отталкивании выполняет система, а не только мышцы владельца.
Как костюм распознаёт фазу шага
Носимый компьютер получает данные о движении с датчиков и определяет, где человек находится в цикле ходьбы: например, когда стопа касается земли и когда пора отталкиваться. Затем алгоритм управляет приводом, синхронизируя натяжение троса с движением. Такая точность важна: помощь, поданная слишком рано или поздно, может мешать естественному шагу вместо того, чтобы облегчать его.
Костюм должен подстраиваться и к человеку, и к его темпу. Поэтому исследователям важно не просто создать прочную конструкцию, но и согласовать её работу с меняющейся походкой. В отличие от жёсткой рамы, тканевые крепления следуют за телом и меньше ограничивают обычные движения.
Что значит «облегчить» рюкзак
Костюм не уменьшает массу рюкзака и не снимает с тела всю нагрузку. Он помогает выполнить конкретную часть мышечной работы, поэтому ходьба может требовать меньше энергии. Это и называют снижением метаболических затрат: организм расходует меньше топлива на движение.
Рюкзак всё равно остаётся на плечах, но отталкиваться с ним становится легче. Польза здесь не в том, что человек перестаёт нести груз, а в том, что носимая система берёт на себя часть усилия ровно в тот момент, когда нога толкает тело вперёд.
