โครงค้ำยันข้อเท้าติดสปริง จะช่วยให้วิ่งได้เร็วขึ้น 50% - BBCไทย
จะดีสักแค่ไหน หากเราออกแรงก้าวขาไปข้างหน้าเพียงเบา ๆ แต่สามารถกลายเป็นการวิ่งเร็วปานลมพัด จนแข่งกับบรรดานักปั่นจักรยานได้ ?
การคิดค้นและพัฒนาโครงค้ำยันร่างกายอัจฉริยะ หรือชุดโครงกระดูกภายนอก (exoskeleton) เป็นคำตอบในการช่วยผ่อนแรงและเสริมสมรรถนะให้กับมนุษย์ในการเคลื่อนไหวทำกิจกรรมต่าง ๆ ซึ่งล่าสุดทีมวิศวกรเครื่องกล 2 กลุ่มในสหรัฐฯ ได้เผยถึงความก้าวหน้าในการประดิษฐ์โครงค้ำยันข้อเท้าในแบบของตน ซึ่งจะทำให้คนเราวิ่งได้เร็วขึ้นอย่างเหลือเชื่อ
ทีมวิจัยด้านวิศวกรรมกลุ่มแรกซึ่งมาจากมหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลท์ ได้นำเสนอแนวคิดที่ผ่านการทดสอบในแบบจำลองคอมพิวเตอร์มาแล้วว่า สามารถจะช่วยให้มนุษย์วิ่งเร็วขึ้นได้ถึง 50% หรือทำความเร็วสูงสุดได้ที่ 20.9 เมตรต่อวินาที หากสวมโครงค้ำยันข้อเท้าแบบติดสปริง
- อวัยวะเทียมเข้าสู่ยุค "ไบโอนิก" ไร้พรมแดนร่างกาย-จักรกล
- ญี่ปุ่นพัฒนาชุดผ้ายืดช่วยผู้ป่วยอัมพาตเคลื่อนไหว
- ผู้ป่วยอัมพาตเดินได้อีกครั้ง ด้วยเครื่องกระตุ้นไฟฟ้าฝังติดกระดูกสันหลัง
แนวคิดดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Science Advances โดยทีมผู้วิจัยของมหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลท์บอกว่า จะผลิตต้นแบบของโครงค้ำยันข้อเท้าติดสปริงดังกล่าวให้สำเร็จภายในปีหน้า โดยอุปกรณ์นี้จะสร้างขึ้นตามหลักของการปั่นจักรยาน ที่การยกขาสูงและถีบลงมาทำให้เกิดแรงส่งตัวคน จนพุ่งทะยานไปข้างหน้าได้มากกว่าการวิ่งธรรมดา
ดร. เดวิด บราวน์ ผู้นำทีมวิจัยอธิบายว่า "ขณะที่ยกเท้าลอยอยู่ในอากาศระหว่างการวิ่งตามปกติ นักวิ่งจะไม่ได้ความเร็วเพิ่มขึ้นแม้แต่น้อย และถ้ายิ่งสับขาวิ่งเร็วขึ้น ก็ยิ่งจะต้องยกเท้าลอยอยู่ในอากาศนานขึ้นไปด้วย นับว่าเป็นการเคลื่อนไหวที่สูญเปล่า"
SUTRISNO & BRAUN / SCIENCE ADVANCES
ภาพอธิบายแนวคิดโครงค้ำยันข้อเท้าติดสปริงของทีมวิจัยมหาวิทยาลัยแวนเดอร์บิลท์
"แต่หากเราใช้สปริงซึ่งทำหน้าที่เหมือนเครื่องยิงหินในการรบสมัยโบราณ (catapult) มาช่วยกักเก็บพลังงานขณะนักวิ่งยกเท้าขึ้นสูง และถ่ายเทพลังงานนั้นให้ช่วยเสริมแรงส่งตัวขณะกดเท้าลงแตะพื้น จะทำให้การเคลื่อนไหวได้งานในทางฟิสิกส์ และได้ความเร็วเพิ่มขึ้นอย่างมาก คล้ายกับการปั่นจักรยาน"
ด้านทีมวิจัยทางวิศวกรรมอีกกลุ่มหนึ่งจากบริษัทไนกี้และมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ได้เผยรายงานความคืบหน้าของตนเช่นกันในวารสาร Science Robotics โดยระบุว่าสามารถประดิษฐ์ต้นแบบโครงค้ำยันข้อเท้าอัจฉริยะที่ทำให้วิ่งได้ง่ายขึ้น ซึ่งจะช่วยผ่อนแรงและลดการใช้พลังงานของร่างกายลง 14% เมื่อเทียบกับรองเท้ากีฬาทั่วไป
WITTE ET AL. / SCIENCE ROBOTICS ต้นแบบโครงค้ำยันข้อเท้าที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดและไนกี้พัฒนาร่วมกัน ช่วยผ่อนแรงขณะวิ่งได้ 14%
รศ.สตีฟ คอลลินส์ ผู้นำทีมวิจัยของสแตนฟอร์ดระบุว่า ได้เลือกใช้วิธีเสริมแรงให้กับการเคลื่อนไหวตามธรรมชาติของข้อเท้า แทนที่จะเพิ่มแรงผลักด้วยวิธีที่คล้ายกับหลักการของสปริง เนื่องจากวิธีแรกทำให้ประหยัดพลังงานและลดอัตราการเผาผลาญของร่างกายลงมาได้มากกว่า
"อุปกรณ์ของเราจะช่วยให้คนที่เพิ่งเริ่มหัดวิ่งสามารถวิ่งได้ง่ายขึ้นและไม่เหน็ดเหนื่อยจนเกินไป ซึ่งจะทำให้ผู้คนหันมาออกกำลังกายกันอย่างสม่ำเสมอมากขึ้น ทั้งยังช่วยให้ผู้พิการสามารถจะออกกำลังกายได้สะดวกด้วย" รศ. คอลลินส์กล่าว
