Apa undi awak buat awak hari ini? Mereka boleh menyelimuti belakang anda, menaikkan tempoh anda, atau menyaring perut anda. Tetapi jika Karl Zelik mempunyai kaitan dengannya, seluar masa depan juga dapat membantu mencegah sakit belakang.
Zelik adalah jurutera bioperubatan di Vanderbilt University yang menyelidiki biomekanik dan prostetik anggota bawah. Sebelum penyelidikan beliau, dia berkata, "Saya tidak pernah benar-benar berfikir tentang biomekanik tulang belakang atau sakit belakang yang lebih rendah dalam apa-apa kedalaman."
Tetapi dua tahun lalu, hidupnya berubah; Dia menjadi bapa.
Sejak hari yang penuh hari ini, anaknya telah semakin berat, dan mengangkatnya telah mengambil tol di belakang Zelik. Jadi dia mengalihkan kesakitan ini ke dalam produktiviti, dan mula menyiasat pencegahan sakit menggunakan alat dpt dipakai. Sekarang selepas beberapa tahun penyelidikan dan beratus-ratus lelaran, apa yang dipanggilnya "seluar pintar" yang mana dia dan pasukannya telah memfailkan paten-membuat debutnya pada minggu ini di persidangan Persatuan Biomekanik Amerika di Boulder, Colorado.
Setiap kali anda mengangkat atau bersandar, anda perlu mengikat otot belakang anda untuk "mencegah anda daripada jatuh ke muka anda, " jelas Zelik. Tetapi orang-orang dalam pekerjaan yang memerlukan pengangkatan yang meluas atau bersandar (atau bapa yang mengetepikan anak-anak mereka di sekeliling) sentiasa menggunakan otot-otot belakang kecil ini, yang akhirnya dapat menyebabkan kesakitan yang berlebihan atau bahkan kecederaan.
Menurut analisis Beban Penyakit Global 2015, sakit leher dan belakang telah menjadi "penyebab utama ketidakupayaan global" di kebanyakan negara. Sehingga 80 peratus orang mengalami sakit belakang pada satu ketika sepanjang hayat mereka. Dan apabila kadar kecederaan melambung, begitu juga dengan penggunaan tali pinggang belakang, namun ada bukti yang tidak mencukupi ini sebenarnya membantu mencegah kecederaan belakang, menurut laman web Pusat Kawalan Penyakit.
Masukkan Zelik. Dia berharap untuk mengatasi masalah sakit belakang dengan alat bantuan yang boleh dipakai yang boleh membantu mengangkat, tetapi tidak memerlukan exoskeleton seperti Ironman yang besar. Ringkasnya, seluar dalam pintar terdiri daripada rompi dan sepasang basikal-pendek seperti bahagian bawah, disambungkan oleh satu set tali yang bersilang-silang dari bahu ke seluar pendek di bahagian belakang. Setiap tali ini mempunyai dua bahagian: elastik atas elastik dan bahan yang lebih rendah, seperti bahan getah.
Peranti ini mengandungi motor kecil, lebih kecil daripada tiub balm bibir, ditempatkan di poket depan jaket. Jika anda bengkok ketika peranti berada dalam kedudukan "mati", gerakan elastis yang melegakan dengan badan anda. "Ia hanya akan merasa seperti pakaian biasa, " kata Zelik. Walau bagaimanapun, apabila dipasangkan, sepasang "cengkaman" menghalang elastik dari peregangan. Apabila anda membongkok, bahan keras seperti getah yang dilekatkan pada peha menjadi tegang, mengambil beberapa tekanan yang akan diletakkan pada otot anda.
"Seluar pintar" direka untuk mengambil tekanan dari belakang yang memakai. (Universiti Joe Howell / Vanderbilt) "Ia agak seperti pakaian pemampatan, tetapi direka khas untuk memindahkan kekuatan ke kaki anda dengan cara yang tidak akan tergelincir atau memberi anda wedgie, " kata Zelik.
Pasukan ini masih berfungsi dengan cara yang optimum untuk memberi isyarat kepada peranti yang anda turunkan, tetapi pada masa ini ia boleh dilakukan dengan mengetuk bahagian hadapan rompi, menggunakan aplikasi telefon pintar, atau memberi isyarat semasa memakai armband yang dibuat khas.
Para penyelidik menguji prototaip mereka pada lapan mata pelajaran yang terpaksa mengangkat 25 dan 55 pon berat serta bersandar di tiga sudut berbeza. Untuk benar-benar mengukur faedah seluar, mereka menyambung sensor ke badan pemakai untuk mengukur potensi elektrik semulajadi yang dihasilkan semasa penguncupan otot. Ujian menunjukkan bahawa seluar pintar boleh mengurangkan beban di belakang sebanyak 15 hingga 45 peratus, bergantung kepada tugas, kata Zelik.
"Saya rasa ia adalah penyelesaian praktikal yang berdasarkan reka bentuk yang elegan, " kata Conor Walsh, seorang jurutera biomekanikal di Harvard University, yang tidak terlibat dalam pembangunan pakaian baru. Penyelidikan Walsh menumpukan kepada penggunaan teknologi robotik untuk menambah dan memulihkan prestasi manusia, termasuk pembangunan keluaran lembut untuk membantu mengembara jarak jauh.
"Ia sangat menarik untuk melihat lebih banyak orang yang bekerja di kawasan ini, " katanya. Banyak kumpulan yang bekerjasama dengan teknologi bantuan yang serupa telah memberi tumpuan kepada kaki, jelas Walsh, tetapi reka bentuk terbaru ini "menunjukkan bahawa anda boleh menggunakan jenis tisu atau teknik pemotongan otot ini di bahagian yang berlainan badan."
Walaupun lelaran terkini tidak cukup bersedia untuk pasaran, pasukan Zelik semakin dekat. "Masih ada banyak penyelidikan yang perlu dilakukan, " katanya. Dia merancang untuk menguji bagaimana peranti memberi kesan keletihan dengan tugas-tugas yang berulang-ulang atau memegang kedudukan condong untuk jangka masa yang panjang. Dia juga berharap dapat mengkaji kesan jangka panjang memakai seluar yang pintar-dengan mencuci kerap, tentu saja-untuk melihat apakah bantuan yang sederhana dapat membantu mengurangkan kejadian kecederaan, atau jika ia menyebabkan akibat yang tidak diinginkan.
"Apa yang keren adalah bukti konsep yang menunjukkan bahawa [semua bahagian peranti] dapat disesuaikan dengan faktor bentuk yang sangat kecil, " kata Zelik. "Anda tidak memerlukan robot yang boleh dipakai untuk memenuhi keperluan anda." Salah satu arahannya untuk projek itu ialah setiap bahagian prototaip boleh dibuat daripada bahan-bahan yang lebih kecil atau nipis untuk model pengeluaran. Dia menjangkakan versi masa depan lebih mudah disembunyikan di bawah pakaian.
Untuk jelas, Zelik menekankan, peranti ini bertujuan untuk menghalang sakit belakang dari bermula di tempat pertama, tidak merawatnya apabila ia menyerang. Tetapi ujian pasukan mencadangkan bahawa ini adalah kaedah yang menjanjikan untuk mengurangkan beban di belakang semasa mengangkat berat dan tugas lain.
Apabila ditanya berapa lama sehingga barang-barang seperti Zelik membuatnya dipasarkan, Walsh tidak teragak-agak untuk menjawab. "Pasti dalam tempoh lima tahun, " katanya. "Sebab saya yakin bahawa banyak sistem ini benar-benar direka dengan kesederhanaan dan praktikal dalam fikiran, " katanya. "Mereka bukan saman Ironman yang memerlukan reaktor nuklear di dada untuk memberi mereka kuasa."
Tetapi, seperti mendapatkan produk-produk berteknologi paling baru untuk pasaran, garis masa itu adalah elastik.
