Balázs Richárd

Exoskeletonnal tökéletesíthető az evolúció munkája

Az evolúció évmilliók alatt tökéletesítette járásunkat, egy új kutatás azonban további 7 százalék hatékonyságot ígér egy külső vázzal, ami megváltoztatja bokaszerkezetünket.

Az Északi Karolina Állami Egyetem (NCSU), valamint a Carnegie Mellon Egyetem kutatói egy alsó lábszárra csatolható könnyűsúlyú eszköz hatékonyságát vizsgálták, ami járás közben egy rugó és tengelykapcsoló rendszert alkalmaz a vádli izomzattal és az Achilles-ínnal.

A fejlesztés koránt sem volt egyszerű, amikor ugyanis nehéz tárgyat helyezünk a lábra, számolnunk kell egy kiindulási hátránnyal, ami megnöveli az energiaszükségletet. A korábbi kísérleteknek nem sikerült leküzdeniük ezt a hátrányt, éppen ezért volt fontos egy könnyű eszköz kifejlesztése. Hét év számos kialakítása után, a csapat egy szénszálas megoldást választott, ami a kis súly mellett strapabíró és funkcionális tudott maradni. Súlya nem több egy átlagos cipőnél, körülbelül 500 gramm, nincs motorizált része, vagyis nem kellenek akkuk, vagy egyéb külső források a működtetéséhez.

"Ez az exoskeleton olyan, mint egy katapult. Rendelkezik egy rugóval, ami az Achilles-ín tevékenységét utánozza, és párhuzamosan dolgozik a vádli izmaival, csökkentve a rájuk nehezedő terhelést" - magyarázta dr. Gregory Sawicki, az NCSU biogyógyászati mérnöke, a Nature szaklapban publikált tanulmány társszerzője. "A tengelykapcsoló nélkülözhetetlen, hogy megfeszítse a rugót, amikor a láb a talajon van, lehetővé téve az elasztikus energia tárolását, majd felszabadítását. Később mindez automatikusan szétkapcsol, biztosítva a szabad mozgást, miközben a láb a levegőben van"


A tanulmányban résztvevő kilenc egészséges felnőtt mindkét lábára felcsatolta a külső vázakat és egy futópadon normál sebességgel gyalogoltak, miután elsajátították az exoskeleton működtetését. Ugyanezek az alanyok a váz nélkül is sétáltak egyet összehasonlítás céljából. Az elemzések 7 százalékos metabolikus hatékonyságnövekedést jeleztek. "7 százalék energiaszükséglet csökkenés olyan, mintha levennénk egy 4,5 kilogrammos hátizsákot, ami jelentős" - tette hozzá Sawicki. "Bár meglepő, hogy ezt sikerült elérnünk egy evolúció által kialakított rendszer esetében, a tanulmány bizonyítja, sokat tanulhatunk még az emberi biomechanikáról és olyan látszólag egyszerű viselkedésekről, mint a járás"

A kutatás mind az egészséges, mind a fogyatékkal élő embereket segítheti. Az egészségesek esetében elsősorban a katonai gyalogságra helyeznék a hangsúlyt, nem véletlenül finanszírozza az amerikai hadügyminisztérium kutatási ügynöksége, a DARPA a projektet, míg a másik oldalon a szélütéssel, vagy valamilyen más mozgási rendellenességgel küzdők kamatoztathatnak. "Hamarosan egyszerű, könnyűsúlyú és viszonylag olcsó exoskeletonok segíthetnek minket, különösen, ha egy baleset, vagy az öregedés hátráltja mozgásunkat" - fejezte ki reményeit a tanulmány másik szerzője, dr. Steven Collins, a Carnegie Mellon gépészmérnöke és robot szakértője.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • Ahoy #18
    A gének továbbadását semmi nem korlátozza szinte, főleg a nyugati társadalmakban.

    Ráadásul pont a szegényebb réteg szaporodik gombamód, pont a legrosszabb körülmények között. Ilyen esetben azért még működik az ősi állati kiválasztódás, ahol a szociális háló és az eü nem fogja vissza minimális mértékben a gyengék elhalását.

    Tehát a lényeg, hogy egyáltalán nem az intelligensebb egyedek örökítik tovább a génjeiket, mivel a bolygón aktívan és nagy ütemben szaporodó emberek között pontosan ugyan azok a szaporodási szabályok érvényesek, amik sok évszázada.

    A nyugati társadalmakban kicsit máshogy alakulnak ezek a dolgok, viszont olyan elenyésző mértékű (sőt határozottan kihaló) részéről beszélünk az emberiségnek, ami egyáltalán nem szól bele az evolúcióba... de még a nyugati társadalmakban is elenyésző mértékű az intelligens része az embereknek, ráadásul pont az intelligens, magasan iskolázott, jó egzisztenciával rendelkező emberek vállalnak 0-1-2 gyermeket, a szegényebb réteg meg gyakran 3-4-5-öt is. (Persze intelligencia itt is magas lehet, csak nem tud kibontakozni, a párválasztást pedig nem sokban befolyásolhatja... nagy kérdés amúgy, hogy mi is a gének által meghatározott intelligencia? Erről nagy viták folynak)
    Utoljára szerkesztette: Ahoy, 2015.04.10. 15:06:05
  • kvp #17
    "Azt viszont nem értem ill. nem emlékszem (a múltkor olvastam, bocsi), hogy honnan ad ez az eszköz plusz energiát a könnyebb járáshoz?"

    Nem ad, csak eltarolja a lab lerakasakor elveszo energia egy reszet, majd elore fele lepeskor visszaadja. Ugyanabbol az energiabol taplal vissza amit pl. az aramtermelo padlolemezek is felhasznalnak. Normal esetben ez az energia teljes mertekben atadodik a talajnak, azaz joreszt hove alakul a cipok talpanal. Ennek egy reszet kapja vissza a lab a kovetkezo lepesnek, mar amennyiben sik talajon elore halad. Minden mas esetben csak gatolja a mozgast es meg a rugonak is ellen kell tartani. Arra amire kitalaltak (idos embereknek sik talajon mozgasra) viszont tenyleg jo es eleg egyszeru is, tehat viszonylag olcson gyarhato. Roviden kb. olyan mint a jarokeret, nem tokeletesiti az evoluciot, de segit annak akinek kell.

    "Hosszútávon beleszólhat az evolúcióba az, hogy megmentünk egy csomó génhibás embert, akik gyakran még nemzőképesek is lehetnek."

    A hibas a kornyezeti hatasok fuggvenyeben mast jelent. Ezen kornyezeti hatasokhoz ma mar hozzatartozik a technikai civilizacio is. Elofordulhat, hogy egy fejlettebb civilizacioban a jaras kepessege mar nem hordoz evolucios elonyt, ellenben a magasabb intelligencia igen. Ebben az esetben az adott technikai kornyezetben evolucios elonyt jelenthet az okosabb, de amugy jaraskeptelen egyedek letrejotte. Ugyanez igaz pl. zero gravitacios kornyezetre, ahol az eros csontok es a labak nem annyira hasznosak, mint mondjuk 4 kez. Persze egy ilyen kornyezethez alkalmazkodott faj mar nem lenne kepes a mi foldi korulmenyeink kozott elni (vagy csak nagyon nehezen), de a sajat kornyezeteben jobban boldogulna. Osszessegeben nem visszafejlodesrol beszelhetunk, hanem az emberi kornyezet fontosabba valasarol, a termeszetes foldi kornyezettel szemben. Ez egy evolucios fejlodesi irany, ami kesobb eljuthat akar oda is, hogy egyreszt az emberiseg szetvalik tobb fajra, masreszt ezek kozott lehet par olyan, ami technikai kornyezet nelkul kb. annyira lenne eletkepes mint mi az urben urruha nelkul. Az ez iranyu fejlodestol azert idegenkednek az emberek, mert egyreszt nagyon idegen nekik, masreszt a tobbseg nem tud elfogadni egy termeszetes foldi kornyezetben eletkeptelen emberi fajt, mint lehetseges evolucios iranyt. (egy tartosan urben elo emberi szarmazasu fajnal egyebkent nem is lehet mas a kornyezet, mint a mesterseges, csak a folditol valo elterese es az ehhez valo alkalmazkodas merteke kerdeses)
  • Tetsuo #16
    Hosszútávon beleszólhat az evolúcióba az, hogy megmentünk egy csomó génhibás embert, akik gyakran még nemzőképesek is lehetnek.
    Ez egy komoly felelőtlenség jelen társadalmunk részéről.

    Azt most nem hozom elő, miszerint genomunk életünk során is folyamatosan változik ill. az eddig szemétnek vett, sejtmagon kívüli dns-ek nagy része is lényeges információkat hordoznak, akár az ismétlésekbe is kódolva... tudtommal, ezekre nincs konkrét bizonyíték. ;-)
    De! a genetika az egyik olyan tudomány, ahol az ember NAGYON el van tévedve... idézve valamelyik komoly szakit.
  • Tetsuo #15
    Eléggé így néz ki, igen.

    Azt viszont nem értem ill. nem emlékszem (a múltkor olvastam, bocsi), hogy honnan ad ez az eszköz plusz energiát a könnyebb járáshoz? Mert olyan nincs, hogy ad, de nem vesz el sehonnan. Pl. rúgós talpakon közlekedni sem olyan jó móka, mert összességében az is csökkenti a járásképességet.

    A cím alapból bulvár és pökhendi, mintha olyan természetes lenne, hogy a technika tökéletesíti a természet elemeit. :-)
  • gforce9 #14
    Abszolút nem ugyanaz. Az evolúció működéséhez az kell, hogy a generációkon keresztül a környezeti hatások kiszelektálják az alkalmazkodni nem tudókat. Egy kövér ember esetében ilyen nincs mert ugyanúgy van gyereke egy kövérnek mint egy soványnak vagy épp egy a testmozgással törődő embernek. Mindegyikük ugyanúgy továbbadja a génjeit. Így itt nincs szelekció. A betegségekre való szűrés pedig csak kifejezetten bizonyos fajta betegségeket céloz. nem a környezeti hatásokhoz való alkalmazkodóképesség szerint osztályoz. Ezért ez más mint a természetes szelekció. Két teljesen más dologról beszélsz.
  • cateran #13
    Azt mondod, hogy az altalanosan elterjedt eletmod vagy a technologiai fejlodes nincs kihatassal egy faj evolucios (vissza)fejlodesere? Amugy meg termeszetes szelekcio nincs, de a mestersegesek meg szepen mukodnek, mar az emberiseg hajnala ota...

    edit: Utana meg irod, hog a gentechnologia az okes...nem, csak gyorsabb es kozvetlenebb, illetve valoszinuleg hasznosabb, de alapjaban ugyanaz, mint az eletmod miatti koverseg vagy cukorbetegseg, csak pepitaban
  • lapaleves #12
    tehát akkor a következő evolúciós lépés, hogy ezt otthon hagyod mikor hegyre mész?
  • kvp #11
    Ez a megoldas csal egy kicsit. Konnyiti a jarast, de kozben nehezit sok emberi labbal elvegezheto tevekenyseget, pl. a nehez talajon mozgast. Az emberi lab azert lett ilyen, mert a megadott feladatokat igy volt a leghatekonyabb elvegezni, viszont ha csak sik betonon kellett volna jarnunk, akkor magatol optimalizalodott volna arra. E helyett most van egy az eltero feladatokhoz jobban alkalmazkodo vegtagunk, cserebe az nem olyan hatekony amikor csak gyalogolni kell. Egyetlen celfeladatra optimalizalva mindig jelentos hatekonysagnoveles erheto el, jellemzoen az alkalmazkodokepesseg felaldozasa aran.
  • ostoros #10
    Ha már szemüveges vagy az is technológiai rásegítés. Nézzetek szembe a ténnyel: már most kiborgok vagyunk. Csak még többnyire nincs testbe építve a technológia.
  • fszrtkvltzttni #9
    Ha már járás hatékonysága; rossz hallgatni ahogy egyesek járnak. Mintha kalapáccsal püfölnék a padlót. Na az mennyire lehet hatékony!