211service.com
Ceļa spēks
Inženieri, kas izstrādā valkājamas ierīces, kas gūst cilvēka enerģiju enerģijas iegūšanai, saskaras ar biedējošu dilemmu: kā savākt ievērojamu enerģijas daudzumu, neliekot lietotājam tērēt daudz papildu pūļu? Sīkrīkiem, piemēram, ar roku darbināmiem ģeneratoriem un uztīšanas radio, lietotājam ir nepieciešams manuāls darbs, un esošie pie apaviem piestiprinātie ģeneratori ražo mazāk nekā vienu vatu jaudas.
Spēka staigāšana: Šai ceļgala stiprinājumam (augšpusē) ir ģeneratīvās bremzēšanas sistēma, kas pārvērš enerģiju, kas iztērēta, kamēr cilvēks staigā, elektrībā.
Inženieru komanda ir izstrādājusi modificētu ceļgalu stiprinājumu, kas uztver enerģiju, kas citādi būtu zaudēta, lietotājam ejot. Ģenerators saražo apmēram piecus vatus — pietiekami, lai vienlaikus darbinātu 10 mobilos tālruņus.
Ja vēlaties spēku, dodieties tur, kur ir muskuļi, saka Makss Donelans , profesors Simona Freizera universitātē Britu Kolumbijā, kurš vadīja pētījumu. Mēs domājām, ka varbūt ir kāds gudrs, selektīvs veids, kā iegūt enerģiju, kad muskuļi organismā parasti palēninās. Donelana pētījumi parādās žurnāla 8. februāra numurā Zinātne .
Donelans aplūkoja kājas, kurām ir vislielākie ķermeņa muskuļi, un izmantoja rūpīgu izpratni par to, kā cilvēki izmanto enerģiju, lai staigātu. Vidēja soļa laikā cilvēks izmanto muskuļus, lai saliektos ceļgalā un pavirzītu kāju uz priekšu, piemēram, svārsta bobu. Šis ir pozitīvs darbs. Šūpoles beigās viņa veic negatīvu darbu, lai palēninātu kustīgo kāju. Viņa noliek kāju uz zemes, un līdz tam laikam viņas otra kāja ir sākusi šūpoties.
Multivide
Skatiet ceļgala stiprinājumu darbībā.
Donelans un viņa komanda koncentrējās uz enerģijas ievākšanu no soļa beigām, izmantojot savu bionisko ceļgalu stiprinājumu. Kad ir ieslēgts stiprinājuma ģenerators, tas savāc enerģiju, vienlaikus palēninot kājas kustību. Rezultātā brekete samazina cilvēka piepūli, kas nepieciešama šūpošanās fāzes beigās.
Tomēr, ja mehānisms būtu nepārtraukti ieslēgts, tas arī kavētu paātrinājumu šūpošanās sākumā un prasītu vairāk enerģijas no lietotāja. Lai atrisinātu šo problēmu, Donelan ierīcē uzstādīja sensoru, lai uzraudzītu ceļa leņķi un ieslēgtu un izslēgtu ģeneratoru. Saskaņā ar viņa pētījumiem šī ģeneratīvā bremzēšanas pieeja prasa tikai vienu astoto daļu no nepārtraukti strādājoša mehānisma vielmaiņas jaudas.
Ļoti gudrs šajā ierīcē ir tas, ka tā mēģina uztvert mehānisko enerģiju tikai tad, kad muskuļi tiek sagatavoti, lai palēninātu ķermeņa darbību, saka. Lorenss Roma , bioloģijas profesors Pensilvānijas Universitātē. Roma, kura nestrādāja pie ceļgala stiprinājuma, nesen izstrādāja mugursomu, kas staigāšanas enerģiju pārvērš elektrībā. [Donelana ceļgalu balsts ir] viedierīce, un tā darbojas tikai tad, kad mēģināt sevi nobremzēt, saka Rome. Tas ļauj ģeneratora apgrieztajam griezes momentam veikt muskuļu darbu.
Ja Donelana pieeja enerģijas ieguvei izklausās pazīstama, tas ir tāpēc, ka viņš izmanto to pašu stratēģiju, ko izmanto hibrīdautomobiļiem. Kad vadītājs iedarbina hibrīda bremzes, elektromotors sāk darboties kā ģenerators. Ģenerators palēnina automašīnu un vienlaikus pārvērš kinētisko enerģiju elektroenerģijā, kas pēc tam tiek izmantota akumulatora uzlādēšanai. Tradicionālās bremžu sistēmas balstās uz berzi, lai palēninātu, un automašīnas kinētiskā enerģija tiek izkliedēta siltuma veidā.
Donelans saka, ka staigāšana ir kā braukšana ar apstāšanās brīdi. Katrā solī muskuļi paātrina un pēc tam palēnina ķermeņa darbību. Hibrīdautomobiļi paņem enerģiju un nodod to akumulatoram.
Donelana prototips sver nedaudz vairāk par trim mārciņām, un viņš pašlaik izstrādā vieglu modeli, ko varētu izmantot protezēšanas ražotāji un militārpersonas. Pieprasījums pēc cilvēka enerģijas kombainiem, piemēram, Donelana ceļgalu stiprinājuma un Romas mugursomas, pieaug, daļēji pateicoties mazo elektronikas ierīču, piemēram, mobilo tālruņu un rokas GPS ierīču, izplatībai, īpaši militārajā jomā.
Donelans saka, ka karavīram ar 24 stundu misiju [iespējams, nāksies] nēsāt līdzi gandrīz 30 mārciņas baterijas. Viņiem ir jānodrošina viss, sākot no GPS līdz sakariem un beidzot ar nakts redzamību.
Turklāt Donelans saka, ka viņa ceļgala stiprinājumam ir potenciāls medicīnas tirgos: tas varētu palielināt paralizētu ekstremitāšu vai protēzi. Viņš saka, ka jūs varētu paņemt veselīgu ekstremitāti un izmantot to, lai darbinātu ievainoto ekstremitāti.