Японские инженеры из Университета Хиросимы разработали необычный экзоскелет Unplugged Powered Suit (UPS), в конструкции которого отсутствуют привычные двигатели и аккумуляторы.

Экзоскелеты – устройства, которые используют для восполнения утраченных функций, увеличения силы мышц, расширения амплитуды движений за счет внешнего каркаса и приводящих элементов. Их применяют, например, в медицине – они выполняют роль помощника для пациентов с серьезными травмами опорно-двигательного аппарата, людей с ограниченными возможностями передвижения или пожилых людей.

Созданный японскими учеными экзоскелет отличается от аналогов тем, что для работы ему не требуются ни моторы, ни аккумуляторы. Этого удалось добиться благодаря новому подходу, основанному на биомеханическом решении. 

Конструкция UPS проста: он состоит из насоса, расположенного под ступней пользователя, воздушного шланга, идущего вверх по ноге, и блока пневматических искусственных гелевых мышц (pneumatic artificial muscles, PGM).

При каждом шаге носитель экзоскелета нажимает на помпу под ступней, что толкает воздух в шланге вверх к поясу, создавая таким образом давление в блок PGM. Под воздействием воздуха гель, заключенный внутри, сжимается, заставляя всю систему сокращаться и расслабляться подобно настоящим мускулам.

В зависимости от того, где именно закрепляются помпа и пояс PGM, экзоскелет может обеспечивать носителю различные формы поддержки. В одной из конфигураций он помогает своему владельцу бегать, снижая количество требуемых для этого усилий. В другой – увеличивает скорость шага во время ходьбы. Таким образом, конструкцию можно подстроить под потребности каждого конкретного пользователя: для увеличения мышечной силы атлетов или для помощи пациентам, проходящим реабилитацию.