Nalazi novih biomehaničkih istraživanja mogli bi se koristiti za razvoj efikasnijih tehnika rehabilitacije za pacijente sa mišićno-skeletnim povredama.
Studija pod nazivom „Pomeranje faze između rotacije zgloba i aktiviranja odražava dominantne sile i predviđa obrasce aktivacije mišića“ ima potencijal da revolucioniše polje istraživanja lokomocije, korisno za istraživače koji proučavaju lokomociju i inženjere koji dizajniraju hodajuće robote za naučna istraživanja.
Tim naučnika sa Univerziteta Linkoln, Velika Britanija, Univerziteta Case Vestern Reserve i Univerziteta Zapadna Virdžinija, SAD, analizirao je odnos između rotacije zgloba i sinergijskih dominantnih sila kretanja. Otkrili su da postoji fundamentalna veza između ove dve varijable, koja može predvideti obrasce aktivacije mišića.
Studija je objavljena u PNAS Nekus-u, a čiji bi nalazi mogli pomoći u razvoju efikasnijih tehnika rehabilitacije za pacijente sa mišićno-skeletnim povredama.
Profesor Gregori Saton, naučni saradnik Kraljevskog društva na Univerzitetu Linkoln, rekao je: „I konji i insekti štapići hodaju, međutim, zbog svoje veličine hodaju u veoma različitim svetovima. Konji, budući da su veliki, hodaju u svetu kojim dominira inercija i gravitacija baš kao i ljudi, dok insekti štapići, budući da su mali, hodaju u svetu gde su inercija i gravitacija zanemarljive u poređenju sa opružnim silama unutar njihovih tetiva i sveta oko njih.
„Ovaj rad kvantifikuje veoma različite svetove kojima se životinje kreću u zavisnosti od njihove veličine i brzine kretanja, određujući dominantne sile, bilo da su inercija, gravitacija, elastične sile ili viskoznost unutar datog kretanja, i pokazujući posledice kretanja sa tim dominantne snage.
„Možemo koristiti nalaze da bolje razumemo kako nervni sistem kontroliše ove različite pokrete. Istraživanje bi takođe moglo pomoći u oblikovanju dizajna i razvoja robotike koja može bolje da ostvari ove pokrete sa sličnom agilnošću i spretnošću životinja različite veličine.“
Nicholas Szczecinski, docent na Univerzitetu Zapadna Virdžinija, rekao je: „Rezultati ove studije će pomoći, i već su pomogli, naučnicima i inženjerima da grade robote nalik životinjama sa mehanikom koja je bliže imitaciji životinja.
„Naučnici i inženjeri su decenijama gradili robotske modele životinja, bilo da poboljšaju najsavremeniju robotsku mobilnost primenom onoga što znamo o životinjama, ili da naprave fizički model životinje koji se može koristiti za testirajte hipoteze o kontroli motora Rad ka bilo kom od ovih ciljeva — primena ili modeliranje — je najproduktivniji kada je ravnoteža sila unutar robota dok hoda u skladu sa tom ravnotežom u životinji.
„Na primer, većina robota koje pravimo ima teške motore koji rotiraju svaki zglob u svakoj nozi. Svaki put kada robot napravi korak, motori moraju da isporuče obrtni moment zglobovima da bi nogu doveli do brzine, a zatim isporučuju obrtni moment u suprotnom smeru da ga uspori i postavi za sledeći korak. Ovo se veoma razlikuje od insekta, čiji su udovi laki i čiji su mišići ukočeni. Kao rezultat, mišići treba da isporučuju obrtni moment samo u jednom smeru, smeru kretanja, jer će ukočenost njihovih zglobova zaustaviti kretanje.
„Možemo da koristimo ove principe da napravimo preciznije robotske modele životinja promenom načina na koji pravimo noge robota i smanjenjem frekvencije koraka robota. Dodavanjem opruga koje rade protiv svakog motora dok se okreće, mi uravnotežujemo inerciju i elastičnost noge robota na način sličan insektu“.
Tim će nastaviti da proširuje ove nalaze, sa ciljem razvoja novih tehnika rehabilitacije koje bi mogle biti prilagođene pojedinačnim pacijentima u različitim zdravstvenim ustanovama.
