Ортопедическое устройство было сотворено благодаря сотрудничеству исследователей из института Карнеги-Меллон (Carnegie Mellon University), Гарвардского института (Harvard University), института Южной Калифорнии (University of Southern California), Массачусетского технологического института (MIT) и разраба носимых датчиков BioScience. Оно содержит в себе гибкие искусственные мускулы, лёгкие сенсорные датчики и управляющее программное обеспечение. Сделан аппарат из мягенького эластичного полимера.
В текущее время макет можно носить только на нижней части ноги, био структура которой тщательно воспроизведена в устройстве. Три его цилиндрических искусственных мускулы соответствуют мускулам передней части голени, и одна - задней. Искусственные сухожилия (железные кабели) протянуты от концов этих мускул вниз к стопе и служат для перемещения лодыжки.
Обратная связь обеспечивается при помощи гиперупругих тензометрических датчиков, расположенных на верхней и боковой части лодыжки. Каждый датчик состоит из резинового пласта, содержащего микроканалы, заполненные водянистым проводником из железного сплава. Форма этих каналов меняется, когда эластичный материал растягивается либо сжимается, тем изменяя электрическое сопротивление сплава. Когда изменение сопротивления записанно, программное обеспечение может установить положение голеностопного сустава.
Подвижность обеспечивается благодаря гибким материалам, но упругость представляет определённую делему: такое устройство еще тяжелее контролировать, чем экзоскелет из обычных жёстких материалов. Потому и датчики тут должны быть чувствительнее, и методы контроля наиболее точными.
Лабораторные испытания проявили, что устройство в состоянии передвигать лодыжками испытуемых в достаточном для обычной ходьбы 27-градусном спектре движения.
В реальный момент учёные пробуют усовершенствовать конструкцию так, чтоб клиентам с настоящими неуввязками подвижности было удобнее носить аппарат. Не считая того, изобретателям ещё предстоит убедиться в сохранности устройства. Ведь мельчайшее нарушение в работе устройства может привести к тому, что человек упадёт.
Хотя сегоднящая версия «экзоскелета» создана для использования людьми с нарушениями подвижности стопы и голеностопного сустава, создатели в предстоящем планируют употреблять свои аппараты и в остальных областях, к примеру, для улучшения подвижности суставов рук.
Подробнее о макете ведает статья, вышедшая в журнальчике Bioinspiration & Biomimetics.