Optimoi nilkan eksoskeleton apu elinkaaren yli kulkemiseen

Vanhemmat aikuiset kävelevät nopeammalla aineenvaihdunnalla kuin nuoret aikuiset. Kasvava näyttö viittaa siihen, että vanhempien aikuisten suuremmat aineenvaihduntanopeudet liittyvät heidän säären kudosten rakenteellisiin ominaisuuksiin. Vanhojen aikuisten jalkojen jänteet ovat mukautuvampia kuin nuorten aikuisten. Näin ollen vanhempien aikuisten jalkojen jänteet venyvät enemmän tietyn kuormituksen, kuten kävelyn ja juoksun, alaisena, mikä saa heidän lihaksensa toimimaan lyhyemmillä, vähemmän optimaalisilla pituuksilla ja korkeammalla aktivaatiolla kuin nuorten aikuisten. Lyhyemmät lihaspituudet ja enemmän lihasten aktivointia tarjoavat vähemmän taloudellista voimantuotantoa. Siten tutkijat pyrkivät muuttamaan passiivista jäykkyyttä, joka vaikuttaa nilkkaan, käyttämällä nilkan ulkopuolista luurankoa, joka on rinnakkain nilkan kanssa, jolloin lihakset voivat toimia suhteellisen pidemmillä pituuksilla. Yleensä lihakset tuottavat voimaa taloudellisemmin, kun ne ovat pituudeltaan suurempia kuin normaalin kävelyn aikana. Lisäämällä eksoskeleton rinnakkain nilkkaan tutkijat olettavat, että vanhemmat aikuiset kävelevät pitemmillä jalkapohjan koukistuslihaksilla, mikä vähentää heidän lihasten aktivaatiotaan ja siten koko kehon aineenvaihduntaa kävelyn aikana.

Tässä tutkimuksessa tutkijat saavat nuoret ja vanhemmat aikuiset suorittamaan yksittäisiä pohjelihasten supistuksia, kun taas tutkijat kuvaavat heidän jalkalihaksensa ja jänteidensä käyttäytymistä käyttämällä ei-invasiivista ultraäänianturia, joka on samassa tasossa osallistujan ihon kanssa. Tutkijat myös käskevät osallistujia juoksumatolla nilkan eksoskeleton ollessa asetettuna useisiin avustusarvoihin. Näiden kokeiden aikana tutkijat tekevät monia fysiologisia ja biomekaanisia mittauksia arvioidakseen, miksi nilkan optimaalinen eksoskeleton profiili minimoi nuorten ja vanhempien aikuisten kävelyn metaboliset kustannukset.