Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Forskere afslører tip til ryttere af hoverboards

(A) Skematisk af samlingsvinklerne og hoverboardpladens orientering (sidebillede). (B) Fødderne er orienteret 45∘∘ til venstre for hoverboardet, svarende til betingelserne A1 og A2. (C) Fodorientering i tilstand B. (D) Bevægelsesbane i x-y-planet fra en repræsentativ deltager #9 i tilstand A2. Linjefarven (fra rød til blå) angiver klokkeslættet. Grå linjer angiver de mållinjer, deltagerne skulle krydse. Kredit:Scientific Reports (2022). DOI:10.1038/s41598-022-08291-0

Ingeniørforskere har nogle enkle råd til folk, der lærer at køre på hoverboards:det hele er i anklerne.

Et eksperiment med sofistikerede kameraer og sensorer knyttet til førstegangsryttere afslørede, at ankelbevægelser, ikke knæ- eller hoftebevægelser, er nøglen til at fange de stadig mere populære enheder.

"De, der lærte hurtigere og præsterede bedre, havde stærkt vedtaget en ankelstrategi, hvilket betyder, at de kontrollerede deres ankelbevægelse ved at aktivere eller co-aktivere musklerne omkring dem," siger Arash Arami, professor i mekanik og mekatronik ved University of Waterloo og seniorforfatter af en ny undersøgelse.

Hoverboards har en motor og to hjul forbundet med en platform. Ryttere styrer og balancerer med fødderne, selvom nogle modeller er selvbalancerende.

Mens nye ryttere ville være klogt at koncentrere sig om ankelbevægelser, viste undersøgelsen udført af forskere i Canada, Storbritannien og Japan også, at centralnervesystemet på en eller anden måde bare kender den bedste strategi at bruge.

Efter en kort familiariseringssession stolede frivillige primært på ankelbevægelser inden for et par minutter efter manøvrering af hoverboards frem og tilbage ved hjælp af tre forskellige fodpositioner.

"Processen med at lære at køre på et hoverboard er stort set underbevidst," sagde Arami. "Interessant nok kan vores centralnervesystem normalt finde ud af det uden meget instruktion, så tag det roligt og nyd turen."

Forskere antager, at ankelbevægelser primært bruges til at lære at ride, fordi de er leddene tættest på brættet, primater lærer generelt bedre med deres hænder og fødder, og centralnervesystemet forsøger ofte at minimere muskelanstrengelsen.

Forskerne brugte hoverboards som et værktøj til at undersøge, hvordan centralnervesystemet, herunder de neurale netværk i hjernen og rygmarven, styrer menneskelig bevægelse.

Resultaterne har betydning for udformningen af ​​platforme til balancetræning for ældre voksne med risiko for fald og slagtilfælde-overlevere på rehabiliteringsklinikker. De kunne også hjælpe med design af hoverboards og lignende enheder, såsom snowboards.

Forskere er i sidste ende interesserede i at bruge teknologi til at udvikle assisterende og rehabiliterende robotsystemer, der giver mennesker med funktionsnedsættelser mulighed for at genvinde bevægelse.

"Hoverboards, så simple som de ser ud, hjælper os med at grave ind i, hvordan vi kontrollerer vores underekstremiteter og uddybe vores forståelse af menneskelig motorisk kontrol," sagde Arami.

Arami og Mohammad Shushtari, hovedforfatter og ph.d. kandidat ved Waterloo, samarbejdede med ingeniører ved NTT Communication Science Laboratories i Japan og Imperial College of Science, Technology and Medicine i Storbritannien.

Et papir om deres arbejde, "Balancestrategi i hoverboard-kontrol," vises i tidsskriftet Scientific Reports. + Udforsk yderligere

Mere end 500.000 hoverboards tilbagekaldt efter brande, forbrændinger