هيكل خارجي روبوتي يساعد العدّائين على الجري بسرعة أكبر

وفي حين ركزت الدراسات السابقة على إمكانية استخدام الهياكل الخارجية في مساعدة الناس على تقليل الطاقة التي يستهلكونها في أثناء الركض، فإن الدراسة الجديدة، التي نُشِرَت مؤخراً في مجلة ساينس روبوتيكس (Science Robotics)، ركزت على كيفية استخدام الروبوتات القابلة للارتداء في مساعدة العدّائين في أثناء الركض.

يمكن لهذا الهيكل الخارجي أن يكون أداة مفيدة للرياضيين الذين يحاولون زيادة سرعتهم خلال التدريب. يقول الأستاذ المساعد في جامعة تشونغ أنغ في مدينة سيؤول في كوريا الجنوبية، جيوك لي، الذي قاد البحث: "مع أن هذه الدراسة ليست سوى دراسة أولية، يمكننا أن نجزم بقدرة الهيكل الخارجي على تعزيز قدرة البشر على الركض".

اقرأ أيضاً: ما هي الروبوتات اللينة وكيف تستفيد البشرية منها؟

هيكل خارجي يعزز القدرة على الركض بسرعة

بنى "لي" وفريقه هيكلاً خارجياً خفيف الوزن مزوداً بكابلات من الفولاذ ويعمل بمحركات كهربائية مثبّتة على فخذي العداء. تسحب المحركات الكابلات، لتحاكي بذلك تقلص العضلات. ويساعد الهيكل الخارجي البشر على الجري بسرعة أكبر، وذلك بتعزيز تمدد الورك لديهم، وهو الحركة القوية التي تدفع العداء نحو الأمام.

ويعمل الهيكل الخارجي على تتبع حركة الجزء السفلي من جسم المرتدي في الزمن الحقيقي عن طريق مستشعرات على الفخذين. تُحَوَّل هذه البيانات إلى خوارزمية مصممة لمراقبة حركة الساقين، إذ تعمل بالتناغم مع خوارزميات أخرى لتتبع الأسلوب الشخصي في الركض والسرعة عند كل عداء.

اختبر الفريق هذا الهيكل الخارجي على تسعة عدائين من الذكور الشباب، ولم يكن أي منهم من الرياضيين النُخبة. خضع المشاركون إلى جلسات تدريبية مدة ثلاث دقائق حول طريقة عمل الهيكل الخارجي قبل الركض لفترات قصيرة على آلة للركض حتى يتآلفوا مع ارتداء الهيكل الخارجي واستخدامه.

بعد ذلك، ركض المشاركون في الهواء الطلق على خط مستقيم مسافة 200 متر مرتين، حيث ارتدوا الهيكل الخارجي في المرة الأولى، وركضوا من دونه في المرة الثانية. وقد ارتاح المشاركون فترة 30 دقيقة على الأقل بين التجارب.

اقرأ أيضاً: بحلول نهاية هذا العقد سيصبح كل ما حولك ذكياً

في المتوسط، تمكّن المشاركون من ركض هذه المسافة خلال زمن أقل بمقدار 0.97 من الثانية عند ارتداء الهيكل مقارنة بالزمن الذي استغرقوه من دونه.

كيف يعمل هذا الهيكل؟

لاحظ الباحثون أن تناقص الوقت اللازم للعدائين لقطع المسافة يترافق بزيادة الخطوات، ما يشير إلى أن الهيكل الخارجي يساعد على تقليل زمن الركض من خلال زيادة وتيرة خطوات العداء.

وضع الباحثون لأنفسهم أهدافاً طموحة تتجاوز نتائج بحثهم. فهم يعملون على هيكل خارجي خاص لبطل الركض المتقاعد والسابق في كوريا الجنوبية، "كيونغ سو أو"، وذلك في محاولة لكسر الرقم القياسي للركض مسافة 100 متر. يبلغ الرقم القياسي الحالي للرجال 9.58 ثوانٍ، وقد حققه العدّاء الجامايكي يوسين بولت في 2009.

أيضاً، بدأ الباحثون بالعمل مع عداء من ذوي الاحتياجات الخاصة لدراسة فائدة استخدام هيكل خارجي مساعد.

يقول مدير مركز الروبوتات المتطورة في جامعة كوين ماري في لندن، كاسبار ألتوفر، الذي لم يشارك في الدراسة: "لقد حققوا إنجازاً عظيماً". ويشعر ألتوفر بالفضول إزاء قدرة الهيكل الخارجي على مساعدة العدائين في قطع مسافات أقصر من ذلك حتى.

ويضيف قائلاً: "إذا تمكنوا من مساعدة حامل الرقم القياسي العالمي على زيادة سرعته بمقدار 0.68 من الثانية على مسافة 100 متر، فسوف يكون إنجازاً هائلاً".

اقرأ أيضاً: الملابس الذكية: ابتكارات جديدة في مجال الملابس لتبريد الجسم

لكن التدرب في أثناء ارتداء هذه الهياكل الخارجية لن يساعد العدائين، على الأرجح، على الركض بسرعة أكبر في السباقات التي لا يُسمح لهم فيها بارتداء أنظمة تكنولوجية مساعدة. على الرغم من أن الهيكل يشجع المرتدي على تحريك الساقين بسرعة أكبر، فإنه لا يساعد عضلاته على زيادة قوتها، وفقاً لألتوفر، الذي يشير إلى أن المبالغة في الاعتماد على الهياكل الخارجية يمكن أن يؤدي نظرياً إلى إضعاف العدائين مع مرور الوقت.