Da bambino adoravo il cartone animato "Thundercats", guardando umanoidi felini che combattono le forze del male. Ogni volta che il loro capo era in difficoltà, scatenerebbe la Spada dei Presagi per ottenere "la vista oltre la vista, " la capacità di vedere eventi che accadono in luoghi lontani, o sotto "Tuono, Tuono, Tuono, Thundercats, Hooo!" per convocare istantaneamente i suoi alleati nella sua posizione per unirsi alla lotta. Quale ragazzo non voleva quei superpoteri?

Volevo anche l'anello di Lanterna Verde, I bracciali di Wonder Woman, Lo scudo di Capitan America e, naturalmente, la tuta di Batman. Non avrei mai immaginato allora che 30 anni dopo, con l'avvicinarsi della Giornata Nazionale dei Supereroi, Progetterei i componenti delle mie supertute.

Non me ne sono accorto davvero fino a pochi mesi fa. In quel giorno, i miei sogni d'infanzia furono allo stesso tempo distrutti e realizzati. In fila, Ho notato che tutti erano concentrati sugli schermi dei loro smartphone. Improvvisamente mi colpì:avevo già i superpoteri di Sword of Omens. Con il mio smartphone, Posso vedere video di eventi lontani e inviare messaggi ai miei amici per incontrarsi. Miliardi di persone ora hanno quelli che erano considerati superpoteri.

Ma che dire dei superpoteri fisici? volevo quelli, anche - come resistenza o forza sovrumane. Potrebbero non essere troppo lontani:ci sto lavorando al Vanderbilt's Center for Rehabilitation Engineering &Assistive Technology. L'umanità ha iniziato a entrare nell'era degli esoscheletri indossabili e delle esoscheletri che offrono sostegno e forza ai corpi delle persone.

Esoscheletri in fase di sviluppo

Negli ultimi cinque anni, esoscheletri indossabili che assistono e aiutano il movimento hanno iniziato a spostarsi dai laboratori di ricerca all'uso pubblico. Sono ancora le prime versioni, e la scienza sta ancora emergendo, ma includono il primo di numerosi esoscheletri approvati dalla FDA per assistere le persone con lesioni del midollo spinale o dopo un ictus, così come gli esoscheletri per aiutare a mantenere i lavoratori al sicuro e ridurre la fatica dei lavori fisicamente impegnativi.

Toyota richiede persino ai lavoratori di indossare esoscheletri come dispositivi di protezione individuale obbligatori durante l'esecuzione di determinate attività lavorative sopraelevate, dove la fatica e lo stress muscolare potrebbero portare a lesioni.

Però, la maggior parte delle persone che potrebbero trarne beneficio non ha ancora accesso agli esoscheletri, perché in genere sono troppo ingombranti, troppo caro, interferiscono troppo con altre attività o non sono ancora abbastanza comodi da indossare. Sono rimasto affascinato dalla prospettiva che le persone normali si trasformino in supereroi di tutti i giorni.

Prevenire gli infortuni con le supertute

Dal mio laboratorio di ricerca, Posso attraversare la strada ed entro due minuti essere al Veterans Affairs Hospital o al Vanderbilt University Medical Center. Gli infermieri e gli altri professionisti medici che eseguono sollevamenti faticosi, appoggiarsi e trasportare compiti per prendersi cura dei pazienti è probabile che sviluppino lombalgia – o potrebbero già sperimentarlo. Una supertuta potrebbe aiutare a prevenire questo dolore.

La lombalgia è un problema complesso con molte potenziali fonti, ma una fonte comune è dovuta allo stress da forze ripetitive sui muscoli e sui dischi. La maggior parte degli adulti soffre di lombalgia ad un certo punto della loro vita, ed è una delle principali cause di disabilità fisica. La prestigiosa rivista medica The Lancet ha recentemente pubblicato una serie in tre parti che invita tutti:dai politici nazionali e internazionali alle agenzie di finanziamento ai ricercatori, ingegneri e medici – per contribuire a migliorare l'efficacia delle cure e sviluppare nuove soluzioni innovative per combattere questa epidemia globale.

Negli ultimi tre anni, il team di ricerca che guido ha sviluppato un esoscheletro simile a un abbigliamento, che potrebbe essere più appropriatamente descritto come abbigliamento meccanizzato, un exosuit a molla o anche solo un supersuit. Consiste in un gilet e pantaloncini realizzati con materiali di abbigliamento comuni, più elastici in tessuto di assistenza e un interruttore che consente a chi lo indossa di attivare o disattivare l'assistenza della tuta.

Quando è spento, chi lo indossa può muoversi liberamente e completamente, che non è tipicamente il caso degli esoscheletri. La nostra tuta non ha motori o batterie e pesa meno di tre libbre. Nessuna parte di esso fuoriesce dal corpo, quindi è facilmente nascosto sotto i vestiti di tutti i giorni.

In qualsiasi momento, anche se, può essere acceso, quindi gli elastici della tuta sopportano parte del carico che in genere passa attraverso i muscoli della schiena della persona. In una prima serie di test di laboratorio, la tuta ha ridotto il carico sui muscoli lombari di circa il 20% durante il sollevamento e fino al 40% durante l'appoggio, e ha ridotto la velocità con cui i muscoli della schiena si affaticano dal 30% al 40%, in media.

Abbiamo recentemente formato una società spin-off da questa ricerca, giustamente chiamato HeroWear LLC, per rendere questa supertuta disponibile a individui e organizzazioni che potrebbero trarne vantaggio. Prevediamo che il prodotto sarà sul mercato nel 2020. Abbiamo anche avviato uno studio pluriennale finanziato dal National Institutes of Health per integrare sensori indossabili e apprendimento automatico nelle nostre supertute. Con quelle aggiunte, potremmo essere in grado di sviluppare tute future che monitorano lo stress sulla schiena di chi lo indossa e attivano automaticamente l'assistenza quando è necessaria.

Possibilità illimitate per supersuit

L'obiettivo di molti esoscheletri è come quello di un buon costume da cartone animato:non fare il lavoro per chi lo indossa, ma per migliorare e sostenere le capacità naturali di quella persona. Aiutare i muscoli della schiena è solo l'inizio. Abbiamo anche progettato un'esotuta simile a molla per assistere i muscoli della caviglia durante la camminata e la corsa. Può aiutare ad aumentare la resistenza o ridurre la forza sui muscoli e sui tendini del polpaccio mentre qualcuno si riprende da un infortunio.

Tute simili potrebbero anche essere progettate per sostenere il collo di infermieri e chirurghi che si protendono in avanti per lunghi periodi di tempo durante le procedure, o per ridurre l'affaticamento del braccio per un operaio edile che trasporta oggetti pesanti o per un genitore che trasporta un bambino.

I team di tutto il mondo stanno esplorando anche un'ampia varietà di esoscheletri indossabili. Questi includono tute motorizzate per assistere le gambe, braccia e mani di individui che si stanno riprendendo da ictus o altre lesioni neurologiche, esoscheletri robotici rigidi per assistere le persone dopo una lesione del midollo spinale ed esoscheletri passivi a molla per supportare le braccia e le spalle degli individui con la manipolazione di utensili o lavori sopraelevati in fabbriche e cantieri navali.

Attraverso l'uso di sensori indossabili e algoritmi biomeccanici, i supersuit potrebbero anche essere addestrati per insegnare la corretta tecnica di sollevamento o per fornire un allenamento di resistenza per aiutare a rafforzare i muscoli deboli e migliorare la forma fisica.

La mia speranza è che tra 30 anni - quando i miei figli avranno la mia età - i supertute che migliorano le prestazioni saranno comuni e banali nella società come lo sono oggi gli smartphone. Forse le persone potrebbero persino dimenticare gli incredibili superpoteri fisici che forniscono, e dare per scontati i benefici individuali e sociali delle supertute per la salute, forma fisica e benessere.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.