Det er 2019 - hvor er min supersuit?

Jeg elskede tegneserien "Thundercats" som barn, ser kattelignende humanoider bekæmpe ondskabens kræfter. Når deres leder var i problemer, han ville frigive varselets sværd for at få "syn ud over syne, "evnen til at se begivenheder, der sker på fjerne steder, eller hyl "Torden, Torden, Torden, Torden katte, Hooo! "For øjeblikkeligt at indkalde sine allierede til sit sted for at deltage i kampen. Hvilket barn ville ikke have disse supermagter?

Jeg ville også have Green Lantern's ring, Wonder Womans armbånd, Captain America's skjold og selvfølgelig Batmans batsuit. Jeg havde aldrig forestillet mig, at 30 år senere, når National Superhero Day nærmer sig, Jeg ville designe komponenter i mine egne supersuits.

Jeg lagde ikke rigtig mærke til dette før for et par måneder siden. På den dag, mine barndomsdrømme blev straks ødelagt og opfyldt. Stående i en række, Jeg bemærkede, at alle var fokuseret på deres smartphones skærme. Pludselig ramte det mig:Jeg havde allerede Sword of Omens -supermagter. Med min smartphone, Jeg kan se video af fjerne begivenheder og sms’e mine venner for at mødes. Milliarder af mennesker har nu det, der før blev betragtet som supermagter.

Men hvad med de fysiske supermagter? Jeg ville have dem, også - som overmenneskelig udholdenhed eller styrke. De er måske ikke for langt bagud:Jeg arbejder på dem i Vanderbilt's Center for Rehabiliteringsteknik og hjælpemidler. Menneskeheden er begyndt at komme ind i en alder af bærbare eksoskeletter og exosuits, der tilbyder støtte og styrke til menneskers kroppe.

Exoskeletoner under udvikling

I løbet af de sidste fem år har bærbare eksoskeletter, der hjælper og hjælper bevægelse, er begyndt at flytte fra forskningslaboratorier og til offentlig brug. De er stadig tidlige versioner, og videnskaben dukker stadig op, men de omfatter den første af flere FDA-godkendte eksoskeletoner til at hjælpe personer med rygmarvsskade eller efter slagtilfælde, såvel som eksoskeletter for at hjælpe med at holde arbejdstagere sikre og reducere trætheden ved fysisk krævende job.

Toyota kræver endda, at arbejdere bærer eksoskeletoner som obligatorisk personligt beskyttelsesudstyr, når de udfører visse overliggende arbejdsopgaver, hvor træthed og muskelspænding kan føre til skade.

Imidlertid, de fleste mennesker, der potentielt kan have gavn, har endnu ikke adgang til eksoskeletoner, fordi de generelt er for omfangsrige, for dyrt, forstyrre for meget med andre opgaver eller endnu ikke er behagelige nok at have på. Jeg er blevet fascineret af udsigten til, at almindelige mennesker gør sig til hverdagens superhelte.

Forebyggelse af skader med supersuits

Fra mit forskningslaboratorium, Jeg kan gå på tværs af gaden og inden for to minutter være på Veterans Affairs Hospital eller Vanderbilt University Medical Center. Sygeplejerskerne og andre læger, der udfører anstrengende løft, læne og bære opgaver til pasning af patienter vil sandsynligvis udvikle lændesmerter - eller oplever det måske allerede. En supersuit kan hjælpe med at forhindre denne smerte.

Lændesmerter er et komplekst problem med mange potentielle kilder, men en fælles kilde skyldes stress fra gentagne kræfter på muskler og skiver. De fleste voksne oplever lændesmerter på et tidspunkt i deres levetid, og det er en førende årsag til fysisk handicap. Det prestigefyldte medicinske tidsskrift The Lancet udgav for nylig en serie i tre dele, der opfordrer alle-fra nationale og internationale politikere til finansieringsagenturer til forskere, ingeniører og klinikere - for at hjælpe med at forbedre plejenes effektivitet og udvikle innovative nye løsninger til bekæmpelse af denne globale epidemi.

I løbet af de sidste tre år har det forskerhold, jeg leder, har udviklet et tøjlignende eksoskelet, som måske mere passende beskrives som mekaniseret tøj, en fjederdrevet exosuit eller endda bare en supersuit. Den består af en vest og shorts lavet af almindelige tøjmaterialer, plus elastiske elastiske bånd i stof og en kontakt, der lader bæreren tænde eller slukke for dragten.

Når den er slukket, bæreren kan bevæge sig frit og fuldt ud, hvilket typisk ikke er tilfældet med eksoskeletoner. Vores jakkesæt har ingen motorer eller batterier og vejer mindre end tre kilo. Ingen del af den stikker ud af kroppen, så det er let skjult under hverdagstøj.

Når som helst, selvom, den kan tændes, så jakkens elastikbånd bærer noget af den belastning, der typisk går gennem personens rygmuskler. I en indledende serie af laboratorietests, dragten reducerede belastningen på lændemusklerne med omkring 20% ​​under løft og op til 40% under læning, og det reducerede den hastighed, hvormed rygmusklerne blev trætte med 30% til 40%, gennemsnitlig.

Vi har for nylig oprettet et spin -off -selskab fra denne forskning, passende navn HeroWear LLC, at gøre denne supersuit tilgængelig for enkeltpersoner og organisationer, der kan have gavn. Vi forventer, at produktet kommer på markedet i 2020. Vi er også begyndt på en flerårig undersøgelse finansieret af National Institutes of Health for at integrere bærbare sensorer og maskinlæring i vores supersuits. Med disse tilføjelser, vi kan muligvis udvikle fremtidige dragter, der overvåger stress på brugerens ryg og automatisk aktiverer hjælpen, når det er nødvendigt.

Grænseløse muligheder for supersuits

Målet for mange eksoskeletter er som for en god tegneserie -supersuit - ikke at gøre arbejdet for sin bruger, men for at forbedre og støtte vedkommendes naturlige evner. Hjælp til rygmusklerne er kun begyndelsen. Vi har også designet en lignende fjederdrevet exosuit til at hjælpe ankelmusklerne under gang og løb. Det kan hjælpe med at øge udholdenhed eller reducere kraft på lægmuskler og sener, når nogen kommer sig efter en skade.

Lignende supersuits kan også være designet til at understøtte halsen på sygeplejersker og kirurger, der læner sig frem i lange perioder under procedurer, eller for at reducere træthed i arme for en bygningsarbejder, der bærer tunge genstande eller for en forælder, der bærer et barn.

Hold over hele verden udforsker også en lang række bærbare eksoskeletter. Disse inkluderer motoriserede exosuits til at hjælpe benene, arme og hænder på personer, der genopretter efter slagtilfælde eller anden neurologisk skade, stive roboteksoskeletter til at hjælpe mennesker efter rygmarvsskade og passive fjederhjælpende eksoskeletter til at støtte enkeltpersoners arme og skuldre med værktøjshåndtering eller luftarbejde på fabrikker og værfter.

Gennem brug af bærbare sensorer og biomekaniske algoritmer, supersuits kan endda trænes til at undervise i korrekt løfteteknik eller til at yde modstandstræning for at styrke svage muskler og forbedre konditionen.

Mit håb er, at 30 år fra nu-når mine børn er på min alder-vil præstationsfremmende supersuits være lige så almindelige og hverdagslige i samfundet, som smartphones er i dag. Måske kan folk endda glemme de fantastiske fysiske supermagter, de leverer, og tage for givet supersuits individuelle og samfundsmæssige fordele for sundhed, fitness og velvære.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.