Adakah Seluar Robot Sut Angkasa Masa Depan?

(SeaPRwire) –   Bahagian paling menarik dalam penerbangan angkasa lepas pastinya adalah keadaan tanpa berat—tetapi ia juga yang paling bermasalah. Di bawah sifar-g, otot mengecut, kadar denyutan jantung berubah, tekanan darah meningkat, dan tulang bagi setiap bulan penerbangan angkasa lepas. Dengan beberapa angkasawan kekal di angkasa selama setahun atau lebih, itu adalah banyak potensi kerosakan. Senaman membantu; angkasawan di atas International Space Station (ISS) dikehendaki menghabiskan dua jam sehari di atas treadmill dan basikal pegun. Tetapi itu masih tidak cukup untuk membalikkan masalah tersebut. Dan bukan hanya sifar-g yang boleh berbahaya. Penginapan jangka panjang dalam graviti berkurangan di bulan atau Marikh boleh mempunyai kesan buruk yang serupa.

“Apabila saya mendarat dari angkasa, saya terpaksa diusung keluar dari kapsul dan menghabiskan beberapa hari pertama saya di Bumi kelihatan seperti orang berusia 90 tahun,” kata angkasawan bersara Kate Rubins, yang berkhidmat dua kali di atas ISS selama 300 hari di angkasa. “Banyak sistem fisiologi saya meniru seseorang yang 20 atau 30 tahun lebih tua daripada saya.”

Kini mungkin ada penyelesaian: seluar robot. Seperti yang dilaporkan dalam Advanced Science, pasukan penyelidik yang diketuai oleh Emanuele Pulvirenti, penyelidik bersekutu di University of Bristol’s Soft Robotics Lab di U.K., telah membangunkan pakaian yang boleh dipakai di bawah sut angkasa untuk memberikan sebahagian daripada rintangan yang dirasai dalam persekitaran graviti, memastikan badan berfungsi seolah-olah ia kembali di Bumi.

Seluar tersebut, yang meliputi dari pinggang hingga lutut, terdiri daripada dua bahagian: lapisan nilon luar dan lapisan plastik kedap udara di dalamnya. Di bahagian depan dan belakang kedua-dua lutut terdapat sepasang yang dipanggil , dibuat daripada tiub plastik dan cincin penahan yang boleh dikembungkan dengan udara untuk memberikan tekanan pada otot sebenar di bawahnya. BAMs telah digunakan pada masa lalu untuk menyokong otot pemakai, membantu askar membawa beg berat atau orang kurang upaya mendapatkan semula mobiliti yang hilang. Dalam kajian semasa, bagaimanapun, Pulvirenti dan rakan-rakannya meletakkan unit-unit tersebut di tempat yang sebenarnya akan menyukarkan sedikit pergerakan pemakai, membawa kepada pengerahan tenaga tahap rendah yang berterusan yang akan mempunyai beberapa faedah kesihatan graviti.

Untuk menguji sistem tersebut, Pulvirenti dan pasukannya mengembara ke University of Milan, tempat terletaknya L.O.O.P. () makmal, yang dibina dan dikendalikan oleh European Space Agency. L.O.O.P. dilengkapi dengan sistem abah-abah yang boleh menarik subjek perlahan-lahan ke atas, mencipta semula graviti berkurangan satu per enam bulan atau graviti 38% Marikh. Pasukan itu merekrut enam subjek—empat lelaki dan dua wanita—dengan umur median kurang daripada 31 tahun, dan menguji mereka dengan L.O.O.P. serta seluar robot. Sensor diletakkan di atas tujuh otot di kaki mereka dan topeng diletakkan di mulut mereka yang mengumpul nafas yang dihembus dan mengukur gas pernafasan, ventilasi pulmonari, pengambilan oksigen, dan pengeluaran karbon dioksida.

Subjek kemudian naik ke atas treadmill dan berjalan selama empat minit di bawah setiap satu daripada enam keadaan: tanpa seluar robot, dengan seluar robot tetapi tanpa BAMs tidak dikembungkan, dan dengan BAMs dikembungkan. Mereka mula-mula melakukan ketiga-tiga latihan tanpa abah-abah, di bawah medan graviti satu-g Bumi, dan kemudian dengan abah-abah dipasang untuk mencipta graviti bulan satu per enam yang disimulasikan. Apa yang dicari oleh penyelidik adalah peningkatan aktiviti dalam tujuh otot kaki, dan peningkatan aktiviti metabolik, menunjukkan bahawa badan sedang mengerahkan tenaga. Hasilnya sangat memberangsangkan.

Apabila subjek berada di bawah graviti bumi, berjalan dengan BAMs tidak dikembungkan, mereka mengalami peningkatan aktiviti metabolik sebanyak 18.2%, menunjukkan bahawa kehadiran BAMs sahaja sudah cukup untuk mempengaruhi gaya berjalan dan pengerahan tenaga, menyebabkan pemakai bekerja lebih keras. Apabila BAMs dikembungkan, kadar metabolik melonjak 20.1%. Di bawah graviti bulan yang disimulasikan, metabolisme meningkat 20.1% dengan BAMs tidak dikembungkan dan 29.3% dengan BAMs dikembungkan. Pada masa yang sama, pengaktifan otot kaki meningkat sebanyak 13.9% hingga 87%, bergantung kepada otot mana yang diukur.

“Saya ingin terus membangunkan teknologi ini supaya ia akhirnya dapat diuji di International Space Station,” kata Pulvirenti yang mengiringi pelancaran kajian tersebut.

Apa yang berfungsi di luar planet boleh berfungsi di sini juga, membantu orang yang cedera atau kurang upaya mendapatkan semula kekuatan dan pergerakan. “Exosuit ini adalah bantuan, bermakna ia meningkatkan otot anggota bawah secara buatan, tetapi kami juga telah membangunkan exosuit rintangan secara berasingan, yang mengenakan beban pada badan untuk membantu mengekalkan jisim otot,” kata Pulvirenti. “Matlamat kami seterusnya adalah untuk mencipta sut hibrid yang boleh bertukar antara bantuan dan rintangan … yang boleh memberi manfaat besar kepada orang yang memerlukan sokongan mobiliti yang menjalani pemulihan fizikal.” Mungkin bertahun-tahun sebelum kita sampai ke bulan dan berdekad-dekad sebelum kita sampai ke Marikh, tetapi exosuit ini sudah bersedia untuk menjalankan tugasnya di Bumi.