Co dzisiaj zrobiły dla ciebie twoje majtki? Mogą zakrywać tyłek, padać miesiączki, a nawet filtrować wzdęcia. Ale jeśli Karl Zelik ma z tym coś wspólnego, bielizna przyszłości może również pomóc w zapobieganiu bólowi pleców.
Zelik jest inżynierem biomedycznym na Uniwersytecie Vanderbilt, który zajmuje się badaniem biomechaniki i protetyki kończyn dolnych. Przed swoimi obecnymi badaniami mówi: „Nigdy tak naprawdę nie myślałem o biomechanice kręgosłupa ani bólu dolnej części pleców”.
Ale dwa lata temu jego życie się zmieniło; Został ojcem.
Od tego pełnego wydarzeń dnia jego syn stał się coraz cięższy, a podnoszenie go odbiło się na plecach Zelika. Więc zamienił ten ból w produktywność i zaczął badać zapobieganie bólowi za pomocą chowanego gadżetu do noszenia. Teraz, po kilku latach badań i setkach iteracji, jego tak zwana „inteligentna bielizna” - którą on i zespół złożyli do opatentowania - debiutuje w USA w tym tygodniu na konferencji American Society of Biomechanics w Boulder w Kolorado.
Za każdym razem, gdy podnosisz lub pochylasz się, musisz napinać mięśnie dolnej części pleców, aby „zapobiec upadkowi na twarz” - wyjaśnia Zelik. Ale osoby pracujące, które wymagają intensywnego podnoszenia lub pochylania się (lub tatusiowie opiekujący się swoimi dziećmi) stale używają tych małych mięśni pleców, co może ostatecznie prowadzić do bólu z powodu nadużywania lub nawet obrażeń.
Według analizy Global Burden of Disease z 2015 r. Ból szyi i pleców stał się „wiodącą globalną przyczyną niepełnosprawności” w większości krajów. Do 80 procent ludzi odczuwa ból pleców w pewnym momencie swojego życia. Wraz ze wzrostem wskaźników obrażeń, podobnie dzieje się z użyciem pasów pleców, ale nie ma wystarczających dowodów, które faktycznie pomagają zapobiegać obrażeniom kręgosłupa, zgodnie ze stroną internetową Centrum Kontroli Chorób.
Wpisz Zelik. Ma nadzieję poradzić sobie z problemem bólu pleców za pomocą poręcznego urządzenia wspomagającego, które może pomóc w podnoszeniu, ale nie wymaga obszernego egzoszkieletu przypominającego Ironmana. Krótko mówiąc, elegancka bielizna składa się z kamizelki i pary spodni przypominających rower, połączonych zestawem pasków krzyżujących się między ramieniem a szortami z tyłu. Każdy z tych pasków składa się z dwóch części: elastycznej górnej elastycznej i dolnej, twardej gumopodobnego materiału.
Urządzenie zawiera niewielki silnik, mniejszy niż tubka balsamu do ust, umieszczony w przedniej kieszeni kamizelki. Jeśli pochylisz się, gdy urządzenie znajduje się w pozycji „wyłączonej”, elastyczna gumka porusza się wraz z ciałem. „To byłoby po prostu normalne ubranie” - mówi Zelik. Jednak po włączeniu para „sprzęgieł” zapobiega rozciągnięciu gumki. Kiedy się pochylisz, twardy, podobny do gumy materiał przymocowany do ud staje się napięty, usuwając część nacisku, który w innym przypadku zostałby wywierany na twoje mięśnie.
„Inteligentna bielizna” została zaprojektowana, aby odciążyć dolną część pleców użytkownika. (Joe Howell / Vanderbilt University) „To trochę jak odzież kompresyjna, ale specjalnie zaprojektowana, aby przenosić siłę na nogi w sposób, który nie ślizga się i nie daje ci poślizgu” - mówi Zelik.
Zespół nadal pracuje nad optymalnym sposobem zasygnalizowania urządzeniu, że się zanurza, ale obecnie można to zrobić, dotykając przodu kamizelki, używając aplikacji na smartfona lub gestykulując, mając na sobie specjalnie wykonaną opaskę.
Naukowcy przetestowali swój prototyp na ośmiu osobach, które musiały podnieść ciężary 25 i 55 funtów, a także pochylić się pod trzema różnymi kątami. Aby faktycznie oszacować korzyści płynące z bielizny, przymocowali czujniki do ciała noszącego, aby zmierzyć naturalny potencjał elektryczny generowany podczas skurczu mięśni. Testy sugerują, że inteligentna bielizna może zmniejszyć obciążenie pleców o 15 do 45 procent, w zależności od zadania, mówi Zelik.
„Myślę, że jest to praktyczne rozwiązanie oparte na eleganckim wyglądzie” - mówi Conor Walsh, inżynier biomechaniki z Uniwersytetu Harvarda, który nie był zaangażowany w rozwój nowej odzieży. Badania Walsha koncentrują się na zastosowaniu technologii robotycznej do zwiększania i przywracania ludzkiej wydajności, w tym na opracowywaniu miękkich eksuitów, które pomagają w trekkingu na duże odległości.
„To naprawdę ekscytujące widzieć więcej osób pracujących w tej dziedzinie” - mówi. Walsh wyjaśnia, że wiele grup, które pracują z podobnymi technologiami asystującymi, koncentruje się na nogach, ale ten najnowszy projekt „pokazuje, że można stosować tego rodzaju techniki rozładowywania tkanek lub mięśni w różnych częściach ciała”.
Choć najnowsza iteracja nie jest jeszcze gotowa na rynek, zespół Zelika jest coraz bliżej. „Wciąż jest wiele badań do zrobienia” - mówi. Planuje przetestować, w jaki sposób urządzenie wpływa na zmęczenie poprzez powtarzające się zadania lub utrzymywanie pozycji pochylonej przez dłuższy czas. Ma również nadzieję, że przestudiuje długoterminowe skutki noszenia inteligentnej bielizny - oczywiście przy częstym praniu - aby sprawdzić, czy umiarkowana pomoc rzeczywiście może pomóc w zmniejszeniu częstości urazów, czy też spowoduje niezamierzone konsekwencje.
„Fajne jest to, że jest to dowód koncepcji, który pokazał, że [wszystkie części urządzenia] mogą się zmieścić w bardzo małej obudowie” - mówi Zelik. „Nie potrzebujesz dużego robota do noszenia, aby dopasować się do siebie”. Jedną z jego wytycznych dla projektu było to, że każda część prototypu może być wykonana z mniejszych lub cieńszych materiałów na model produkcyjny. Oczekuje, że przyszłe wersje będą łatwiej ukryte pod ubraniem.
Żeby było jasne, podkreśla Zelik, urządzenie ma przede wszystkim zapobiegać bólowi pleców, a nie leczyć go po uderzeniu. Ale testy zespołu sugerują, że jest to obiecująca metoda zmniejszenia obciążenia pleców podczas forsownego podnoszenia i innych zadań.
Zapytany, ile czasu minie, zanim ubrania takie jak Zelik pojawią się na rynku, Walsh nie waha się odpowiedzieć. „Zdecydowanie w ciągu pięciu lat” - mówi. „Jestem przekonany, że wiele z tych systemów jest naprawdę zaprojektowanych z myślą o prostocie i praktyczności”, mówi. „To nie są kombinezony Ironmana, które potrzebują reaktora jądrowego w skrzyni, aby je zasilać.”
Ale podobnie jak w przypadku wprowadzania na rynek większości nowych produktów technologicznych, ta oś czasu jest elastyczna.
