برای اولین بار در کشور: طراحی و ساخت اسکلت خارجی برای کاهش خستگی در هنگام دویدن توسط محققان دانشکدگان فنی دانشگاه تهران
به گزارش روابط عمومی دانشکدگان فنی، دکتر رضوان نصیری، عضو هیات علمی گروه هوش ماشین و رباتیک دانشکدگان فنی در خصوص این پژوهش اظهار کرد: «طراحی و ساخت اسکلت خارجی که قابلیت کاهش مصرف انرژی و خستگی به‌هنگام دویدن را داشته باشد، همواره به‌عنوان یک چالش تحقیقاتی در بین محققان جهان مطرح و از سال حدود ۲۰۰۵ یکی از چالش‌های تحقیقاتی مهم کاهش مصرف انرژی انسان در انجام فعالیت‌های روزمره بوده است. محققان با کنترل فعالیت‌هایی نظیر راه رفتن، دویدن، برداشتن اجسام سنگین وحل مسائل آنها، در کنار شناخت بهتر بیومکانیک بدن انسان، قادر خواهند بود ابزارهایی برای کمک به افراد ناتوان و یا کم توان (مانند سالمندان و بیماران) طراحی کنند».
این پژوهشگر دانشگاه مهندسی برق و کامپیوتر دانشکدگان فنی خاطرنشان کرد: «تا سال ۲۰۱۵ محققان توانستند اسکلت‌های خارجی طراحی کنند که به جز دویدن تقریباً همه فعالیت‌های روزمره انسان را با خستگی و مصرف انرژی کمتر انجام دهد. پس طراحی و ساخت اسکلت خارجی که قابلیت کاهش مصرف انرژی و خستگی در هنگام دویدن را داشته باشد به‌عنوان یک چالش تحقیقاتی در بین محققان جهان مطرح شد».
دکتر نصیری اضافه کرد: «این موضوع تا آنجا اهمیت داشت که دانشگاه‌‌هایی چون Stanford و MIT به جد در تلاش بودند تا اسکلت خارجی کاربردی برای دویدن طراحی کنند. در همین راستا من در قالب رساله دکتری با همکاری مهندس ارژنگ احمدی تلاش کردیم تا این چالش تحقیقاتی را برطرف کنیم».
وی همچنین گفت: «براساس مطالعات انجام شده در خصوص بیومکانیک بدن انسان، در هنگام دویدن بخشی از انرژی هر پا را در هنگام برخورد با زمین از دست می‌دهد و این در حالی است که در همان لحظه پای بعد باید خود را دوباره به حرکت در آورد و این خود یک سیکل هدر رفت انرژی در هنگام دویدن است».
این استادیار گروه هوش ماشین و رباتیک دانشکدگان فنی افزود: «در همین راستا اسکلت خارجی طراحی شد تا به کمک یک فنر، بخشی از انرژی یکی از پاها(در هنگام برخورد به زمین) را دریافت کرده و به پای دیگر انتقال دهد و از این طریق این سیکل هدر رفت انرژی بهبود یابد».
دکتر نصیری با بیان این‌که در آزمایشات مشاهده شد که این اسکلت خارجی می‌تواند در هنگام دویدن حدود ۸ درصد مصرف انرژی کاربران سالم را کاهش دهد، خاطرنشان کرد: «نتایج حاصل از این کار تحقیقاتی در مقاله‌ای با عنوان Reducing the energy cost of human running using an unpowered exoskeleton در ژورنال معتبر IEEE به چاپ رسیده است».
وی افزود: «همچنین نتایج حاصل از این کار تحقیقاتی مورد توجه مجله New York Times قرار گرفت تا آنجا که بخش ورزشی این ژورنال یک ستون را به انعکاس خبر این دست‌آورد اختصاص داد و این خبر را با عنوان A Device That Makes Running Faster and Easier به چاپ رساند».
استادیار دانشکدگان فنی دانشگاه تهران در پایان گفت: «این طرح در اداره ثبت اختراعات آمریکا با عنوان Methods and systems for an exoskeleton to reduce a runners metabolic rate ثبت(گرنت) شده است وهم‌چنین برنده جایزه نوآوری جشنواره جوان خوارزمی در سال ۱۳۹۸، برنده جایزه رساله دکتری نمونه دانشگاه تهران در سال ۱۳۹۸ و در سال ۱۳۹۷ نیز در ایران ثبت اختراع شده است».
