Optimering av fotleds exoskeletthjälp för att gå över hela livslängden

Äldre vuxna går med högre ämnesomsättning än unga vuxna. Växande bevis tyder på att de högre ämnesomsättningshastigheterna hos äldre vuxna är relaterade till de strukturella egenskaperna hos deras underbensvävnader. Senorna i benet hos äldre vuxna är mer följsamma än hos unga vuxna. Följaktligen sträcker äldre vuxna bensenor mer under en given belastning, såsom promenader och löpning, vilket gör att deras muskler arbetar med kortare, mindre optimala längder och högre aktivering än hos unga vuxna. Att använda kortare muskellängder och mer muskelaktivering ger mindre ekonomisk kraftproduktion. Sålunda försöker forskarna ändra den passiva stelheten som verkar kring fotleden genom att använda ett fotleds exoskelett parallellt med fotleden, vilket gör det möjligt för musklerna att arbeta med relativt längre längder. Generellt producerar muskler kraft mer ekonomiskt när de har längre arbetslängder än vad som uppvisas under normal gång. Genom att lägga till ett exoskelett parallellt med fotleden, antar forskarna att äldre vuxna kommer att gå med längre plantarflexormuskellängder, vilket minskar deras muskelaktivering och följaktligen minskar hela kroppens ämnesomsättning under promenader.

I denna studie kommer utredarna att låta unga och äldre vuxna utföra isolerade vadmuskelsammandragningar medan utredarna fångar beteendet hos deras benmuskler och senor med hjälp av en icke-invasiv ultraljudssond som sitter jämnt med deltagarens hud. Utredarna kommer också att låta deltagarna gå på ett löpband med ankelns exoskelett inställt på flera assistansvärden. Under dessa försök kommer utredarna att ta många fysiologiska och biomekaniska mätningar för att bedöma varför den optimala fotledens exoskelettprofil minimerar den metaboliska kostnaden för att gå hos unga och äldre vuxna.