Människor antar instinktivt den gång som kräver minst mängd energi givet gångförhållandena. Utan att inse det, vi justerar hela tiden vår takt, steglängd och fotlyft. Men skulle vi medvetet kunna leka med dessa parametrar för att påverka vår energiförbrukning?

Forskare vid EPFL:s Biorobotics Laboratory studerade åtta gångparametrar för att utveckla ett sofistikerat program som använder en avatar för att förutsäga hur mycket energi människor använder när de går beroende på deras gångstil. Denna forskning har publicerats i Vetenskapliga rapporter . Salman Faraji, medförfattaren, ägnade ett helt avsnitt av sin avhandling åt detta ämne.

Avataren, en bål utrustad med två ben och fötter, kan konfigureras fritt. Användare anger sin längd och vikt och kan sedan ställa in gånghastigheten, avstånd mellan fötterna (steglängd och stegbredd), och fotlyft, tillsammans med lutningen på både bålen och marken. De kan också lägga till massa och simulera effekten av att knuffas eller dras i olika delar av kroppen. Antalet förbrända kalorier och energiförbrukningen visas i realtid när parametrarna ändras.

Att göra skräddarsydda exoskelett

Denna banbrytande programvara byggde på ett antal experiment som förekommit i nyare litteratur, och det erbjuder ett stort antal potentiella tillämpningar – särskilt inom det medicinska området. "Mjukvaran kan användas för att välja den bästa designen för ett exoskelett eller en anpassad protes för att minska användarens ansträngning. Med ett bärbart exoskelett, till exempel, vi kan optimera placeringen av batteriet och ställdonen, eller bestämma det ideala gångmönstret för användarens föredragna hastighet, " säger medförfattaren Amy Wu. Programvaran kan till och med avgöra var en ryggsäck ska bäras för att minimera energiförbrukningen. "Om, å andra sidan, ditt mål är att bränna kalorier, programvaran kan användas för att hitta en serie rörelser med en hög metabolisk kostnad."

Mjukvaran skapades i ett robotlabb och var ursprungligen avsedd att studera mekaniken i mänsklig gång för användning i humanoida robotar. "Sättet som människor går på är extremt komplext. Kontrollnivån som krävs är en enorm utmaning för humanoida robotar, som ofta inte får det riktigt rätt, " säger Faraji. "Vi har en lång väg kvar att gå innan vi verkligen förstår alla parametrar som ingår i människan, djur- och robotrörelse."