Jag älskade tecknad "Thundercats" som barn, titta på kattliknande humanoider som bekämpar ondskans krafter. När deras ledare hade problem, han skulle släppa loss Omens svärd för att få "syn utöver syn, "förmågan att se händelser som händer på avlägsna platser, eller här "Thunder, Åska, Åska, Åskkatter, Hooo! "För att omedelbart kalla sina allierade till sin plats för att gå med i kampen. Vilken unge ville inte ha dessa supermakter?

Jag ville också ha Green Lanterns ring, Wonder Womans armband, Captain America's sköld och naturligtvis Batmans batsuit. Jag trodde aldrig att 30 år senare, när National Superhero Day närmar sig, Jag skulle designa komponenter i mina egna supersuits.

Jag märkte inte riktigt detta förrän för några månader sedan. På den dagen, mina barndomsdrömmar blev genast förstörda och uppfyllda. Stående i en rad, Jag märkte att alla var fokuserade på sina smartphones skärmar. Plötsligt slog det mig:jag hade redan Sword of Omens supermakter. Med min smartphone, Jag kan se video av avlägsna händelser och sms:a mina vänner för att träffas. Miljarder människor har nu vad som tidigare betraktades som supermakter.

Men hur är det med de fysiska supermakterna? Jag ville ha dem, också - som övermänsklig uthållighet eller styrka. De kanske inte ligger för långt efter:jag arbetar med dem i Vanderbilt's Center for Rehabilitation Engineering &Assistive Technology. Mänskligheten har börjat gå in i en ålder av bärbara exoskelett och exosuits som erbjuder stöd och styrka till människors kroppar.

Exoskeleton under utveckling

Under de senaste fem åren har bärbara exoskelett som hjälper och hjälper rörelse har börjat flytta från forskningslaboratorier och till allmän användning. De är fortfarande tidiga versioner, och vetenskapen växer fortfarande fram, men de inkluderar det första av flera FDA-godkända exoskeleton för att hjälpa personer med ryggmärgsskada eller efter stroke, liksom exoskelett för att hålla arbetarna säkra och minska tröttheten hos fysiskt krävande jobb.

Toyota kräver till och med arbetare att bära exoskelett som obligatorisk personlig skyddsutrustning när de utför vissa övergripande arbetsuppgifter, där trötthet och muskelspänning kan leda till skada.

Dock, de flesta som potentiellt kan dra nytta har ännu inte tillgång till exoskeleton, eftersom de i allmänhet är för skrymmande, för dyr, stör för mycket med andra uppgifter eller är ännu inte bekväma nog att bära. Jag har blivit fascinerad av möjligheten att vanliga människor förvandlar sig till vardagliga superhjältar.

Förhindra skador med överdräkter

Från mitt forskningslabb, Jag kan gå tvärs över gatan och inom två minuter vara på Veterans Affairs Hospital eller Vanderbilt University Medical Center. Sjuksköterskorna och andra läkare som utför ansträngande lyft, lutande och bärande uppgifter för att ta hand om patienter kommer sannolikt att utveckla ländryggssmärta - eller kanske redan upplever det. En supersuit kan hjälpa till att förhindra denna smärta.

Ländryggssmärta är ett komplext problem med många potentiella källor, men en gemensam källa beror på stress från repetitiva krafter på musklerna och skivorna. De flesta vuxna upplever ländryggssmärta någon gång i livet, och det är en ledande orsak till fysiskt funktionshinder. Den prestigefyllda medicinska tidskriften The Lancet publicerade nyligen en serie i tre delar som uppmanar alla-från nationella och internationella beslutsfattare till finansieringsorgan till forskare, ingenjörer och kliniker - för att förbättra vårdens effektivitet och utveckla innovativa nya lösningar för att bekämpa denna globala epidemi.

Under de senaste tre åren har forskargruppen jag leder har utvecklat ett klädliknande exoskelet, som kanske mer lämpligt kan beskrivas som mekaniserade kläder, en fjäderdriven exosuit eller till och med bara en supersuit. Den består av en väst och shorts av vanliga klädmaterial, plus elastiska tygelastiska band och en omkopplare som låter bäraren slå på eller stänga av dräkten.

När den är avstängd, bäraren kan röra sig fritt och fullt ut, vilket vanligtvis inte är fallet med exoskelett. Vår kostym har inga motorer eller batterier och väger mindre än tre kilo. Ingen del av den sticker ut från kroppen, så det är lätt att dölja under vardagskläder.

När som helst, fastän, den kan slås på, så kostymens elastiska band bär en del av den belastning som vanligtvis går genom personens ryggmuskler. I en första serie laboratorietester, dräkten minskade belastningen på ryggmusklerna med cirka 20% under lyft och upp till 40% under lutande, och det minskade hastigheten med vilken ryggmusklerna tröttnade med 30% till 40%, i genomsnitt.

Vi bildade nyligen ett spinoff -företag från denna forskning, lämpligt namnet HeroWear LLC, att göra denna supersuit tillgänglig för individer och organisationer som kan ha nytta av det. Vi förväntar oss att produkten kommer ut på marknaden 2020. Vi har också påbörjat en flerårig studie som finansieras av National Institutes of Health för att integrera bärbara sensorer och maskininlärning i våra supersuits. Med dessa tillägg, vi kanske kan utveckla framtida kostymer som övervakar stress på bärarens rygg och automatiskt aktiverar assistansen när det behövs.

Gränslösa möjligheter för supersuits

Målet för många exoskelett är som för en bra tecknad överdräkt - att inte göra jobbet för sin bärare, men för att förbättra och stödja den personens naturliga förmågor. Att hjälpa ryggmusklerna är bara början. Vi har också designat en liknande fjäderdriven exosuit för att hjälpa fotledsmusklerna under promenader och löpning. Det kan hjälpa till att öka uthålligheten eller minska kraften på vadmuskler och senor när någon återhämtar sig från en skada.

Liknande överdräkter kan också vara utformade för att stödja halsen på sjuksköterskor och kirurger som lutar sig framåt under långa perioder under ingrepp, eller för att minska armtrötthet för en byggnadsarbetare som bär tunga föremål eller för en förälder som bär ett barn.

Lag över hela världen utforskar också en mängd olika bärbara exoskeletoner. Dessa inkluderar motoriserade exosuits för att hjälpa benen, armar och händer på individer som återhämtar sig efter stroke eller annan neurologisk skada, stela robotiska exoskelett för att hjälpa människor efter ryggmärgsskada och passiva fjäderhjälpande exoskeleton för att stödja individers armar och axlar med verktygshantering eller luftarbete i fabriker och varv.

Genom användning av bärbara sensorer och biomekaniska algoritmer, överdräkter kan till och med utbildas för att lära sig korrekt lyftteknik eller att ge motståndsträning för att stärka svaga muskler och förbättra konditionen.

Min förhoppning är att om 30 år-när mina barn är i min ålder-kommer prestationshöjande supersuits vara lika vanliga och vardagliga i samhället som smartphones är idag. Kanske kan människor till och med glömma de fantastiska fysiska superkrafterna de tillhandahåller, och ta för givet supersuits individuella och samhälleliga fördelar för hälsan, kondition och välbefinnande.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.