Ottimizzazione dell'assistenza dell'esoscheletro della caviglia per camminare per tutta la durata della vita

Gli adulti più anziani camminano con tassi metabolici maggiori rispetto ai giovani adulti. Prove crescenti suggeriscono che i maggiori tassi metabolici degli adulti più anziani sono correlati alle proprietà strutturali dei loro tessuti della parte inferiore della gamba. I tendini della gamba degli anziani sono più cedevoli di quelli dei giovani adulti. Di conseguenza, i tendini delle gambe degli adulti più anziani si allungano maggiormente sotto un dato carico, come camminare e correre, facendo sì che i loro muscoli operino a lunghezze più brevi, meno ottimali e attivazioni più elevate rispetto a quelle dei giovani adulti. L'uso di lunghezze muscolari più corte e una maggiore attivazione muscolare offre una produzione di forza meno economica. Pertanto, i ricercatori cercano di alterare la rigidità passiva che agisce sulla caviglia, utilizzando un esoscheletro della caviglia in parallelo alla caviglia, consentendo così ai muscoli di operare a lunghezze relativamente maggiori. Generalmente, i muscoli producono forza in modo più economico quando si trovano a lunghezze operative superiori a quelle esibite durante la normale deambulazione. Aggiungendo un esoscheletro in parallelo alla caviglia, i ricercatori ipotizzano che gli anziani cammineranno con muscoli flessori plantari più lunghi, riducendo così la loro attivazione muscolare e, di conseguenza, riducendo il tasso metabolico di tutto il corpo durante la deambulazione.

In questo studio, gli investigatori faranno eseguire a giovani e anziani adulti contrazioni isolate dei muscoli del polpaccio mentre gli investigatori cattureranno il comportamento dei muscoli e dei tendini delle gambe utilizzando una sonda ecografica non invasiva che si trova a filo con la pelle del partecipante. Gli investigatori faranno anche camminare i partecipanti su un tapis roulant con l'esoscheletro della caviglia impostato su più valori di assistenza. Durante questi studi, i ricercatori effettueranno molte misurazioni fisiologiche e biomeccaniche per valutare perché il profilo ottimale dell'esoscheletro della caviglia riduca al minimo il costo metabolico della deambulazione negli adulti giovani e anziani.