(A) Schema degli angoli del giunto e dell'orientamento della piastra dell'hoverboard (vista laterale). (B) I piedi sono orientati 45∘∘ a sinistra dell'hoverboard, corrispondente alle condizioni A1 e A2. (C) Orientamento dei piedi nella condizione B. (D) Traiettoria di movimento nel piano xy da un partecipante rappresentativo n. 9 nella condizione A2. Il colore della linea (dal rosso al blu) indica l'ora. Le linee grigie indicano le linee di porta che i partecipanti hanno dovuto attraversare. Credito:Rapporti scientifici (2022). DOI:10.1038/s41598-022-08291-0
I ricercatori di ingegneria hanno alcuni semplici consigli per le persone che imparano a guidare l'hoverboard:è tutto nelle caviglie.
Un esperimento che utilizzava sofisticate fotocamere e sensori collegati ai motociclisti per la prima volta ha rivelato che i movimenti della caviglia, non i movimenti del ginocchio o dell'anca, sono la chiave per catturare i dispositivi sempre più popolari.
"Coloro che hanno imparato più velocemente e hanno ottenuto risultati migliori avevano fortemente adottato una strategia della caviglia, il che significa che controllavano il movimento della caviglia attivando o coattivando i muscoli intorno a loro", ha affermato Arash Arami, professore di ingegneria meccanica e meccatronica all'Università di Waterloo e autore senior di un nuovo studio.
Gli hoverboard hanno un motore e due ruote collegate da una piattaforma. I motociclisti sterzano e si bilanciano con i piedi, anche se alcuni modelli sono autobilanciati.
Mentre i nuovi motociclisti farebbero bene a concentrarsi sul movimento della caviglia, lo studio condotto da ricercatori in Canada, Regno Unito e Giappone ha anche dimostrato che il sistema nervoso centrale in qualche modo sembra conoscere la migliore strategia da utilizzare.
Dopo una breve sessione di familiarizzazione, i volontari si basavano principalmente sui movimenti della caviglia entro pochi minuti dalle manovre dell'hoverboard avanti e indietro utilizzando tre diverse posizioni del piede.
"Il processo per imparare a guidare un hoverboard è in gran parte subconscio", ha detto Arami. "È interessante notare che il nostro sistema nervoso centrale di solito riesce a capirlo senza molte istruzioni, quindi rilassati e goditi il viaggio."
I ricercatori teorizzano che il movimento della caviglia sia usato principalmente per imparare a cavalcare perché sono le articolazioni più vicine alla tavola, i primati generalmente imparano meglio con le mani e i piedi e il sistema nervoso centrale spesso cerca di ridurre al minimo lo sforzo muscolare.
I ricercatori hanno utilizzato gli hoverboard come strumento per studiare come il sistema nervoso centrale, comprese le reti neurali nel cervello e nel midollo spinale, controlla i movimenti umani.
I risultati hanno implicazioni per la progettazione di piattaforme per l'allenamento dell'equilibrio per gli anziani a rischio di cadute e sopravvissuti a ictus nelle cliniche di riabilitazione. Potrebbero anche aiutare con la progettazione di hoverboard e dispositivi simili, come gli snowboard.
I ricercatori sono infine interessati a utilizzare la tecnologia per sviluppare sistemi di robotica assistiva e riabilitativa per consentire alle persone con disabilità di riprendere il movimento.
"Gli hoverboard, per quanto semplici appaiano, ci aiutano ad approfondire il modo in cui controlliamo i nostri arti inferiori e ad approfondire la nostra comprensione del controllo motorio umano", ha affermato Arami.
Arami e Mohammad Shushtari, autore principale e Ph.D. candidato a Waterloo, ha collaborato con gli ingegneri degli NTT Communication Science Laboratories in Giappone e dell'Imperial College of Science, Technology and Medicine nel Regno Unito.
Un articolo sul loro lavoro, "Balance strategy in hoverboard control", appare sulla rivista Scientific Reports. + Esplora ulteriormente
