Оптимизация помощи экзоскелета голеностопного сустава для ходьбы на протяжении всей жизни

Пожилые люди ходят с более высокой скоростью метаболизма, чем молодые люди. Все больше данных свидетельствует о том, что более высокая скорость метаболизма у пожилых людей связана со структурными свойствами тканей их нижних конечностей. Сухожилия ног пожилых людей более податливы, чем у молодых людей. Соответственно, сухожилия ног пожилых людей растягиваются больше при заданной нагрузке, такой как ходьба и бег, заставляя их мышцы работать на более короткой, менее оптимальной длине и с более высокой активацией, чем у молодых людей. Использование более короткой длины мышц и большей мышечной активности обеспечивает менее экономичное производство силы. Таким образом, исследователи стремятся изменить пассивную жесткость, воздействующую на лодыжку, используя экзоскелет лодыжки, параллельный лодыжке, тем самым позволяя мышцам работать на относительно больших длинах. Как правило, мышцы производят силу более экономично, когда их рабочая длина больше, чем при обычной ходьбе. Добавляя экзоскелет параллельно лодыжке, исследователи предполагают, что пожилые люди будут ходить с более длинными мышцами подошвенных сгибателей, тем самым уменьшая их мышечную активность и, следовательно, снижая скорость метаболизма всего тела во время ходьбы.

В этом исследовании у молодых и пожилых людей будут выполнять изолированные сокращения икроножных мышц, в то время как исследователи фиксируют поведение мышц и сухожилий их ног с помощью неинвазивного ультразвукового датчика, который прилегает к коже участника. Исследователи также попросят участников ходить по беговой дорожке с экзоскелетом лодыжки, настроенным на несколько значений помощи. Во время этих испытаний исследователи проведут множество физиологических и биомеханических измерений, чтобы понять, почему оптимальный профиль экзоскелета голеностопного сустава минимизирует метаболические затраты при ходьбе у молодых и пожилых людей.