ハーバード大学が開発した半ズボンは、すぐに「軽量10斤」になると安心できる

最近、ハーバード大学合成生物学研究所（Wyss）が開発した「ショートパンツ」がサイエンス（Science）誌の表紙を飾った。

『進撃の巨人』の「立体機動装置」とほぼそっくりなこの半ズボンは、さまざまな地形や速度に適応できるだけでなく、使用者を「引っ張って」歩くこともできる。

この半ズボンを履くと、ウエストのモーターとケーブルが使用者の運動状態に応じて太ももとヒップを牽引し続け、股関節運動に協力します。使用者は自分がまだ力を出していないと感じて、人はもう逃げてしまった。

「このシステムを着て十数分後、正常に歩いているようにしか感じられないので、本当に役に立つのではないかと少し疑ってしまいます」ハーバード大学Wyss研究所のエンジニア、David Perry氏「しかし、システムをオフにすると、突然2本の足が鉛を入れたように重く感じます。空港のベルトを降りた瞬間、ベルトを走るのがどれだけ速いかに気づいたようなものです」と説明しています。

『サイエンス』誌の論文に掲載されたデータによると、この半ズボンは本当にリラックスできるという。

試験では、毎秒1.5メートルの速度で歩くと、半ズボンは使用者の9.3%の代謝率を下げることができ、毎秒2.5メートルの速度で走ると、半ズボンは4.0%の代謝率を下げることができる。使用者が歩く時と走る時にそれぞれ7.4キロと5.7キロ体重を減らし、むだに肉を10斤以上振ったことに相当する。

酸素消費量試験

この半ズボンは機械的には見えないが、これは現在人類が開発した最高レベルの柔軟性の外骨格である。

着脱が便利なだけでなく（日常的な使用にとって重要）、重さは10斤しかなく、ランニング、ウォーキング、上り下りなどさまざまなシーンに適応できる。前に開発された外骨格は、あまりにも重いか、硬直しているか、特定の運動モードにしか対応できなかった。

Sarcos Roboticsが開発した外骨格

このように人間の運動能力を著しく向上させる汎用型外骨格を開発したのは、史上初めてのことだ。

歩くことと走ることを自由に切り替える

想像していたのとは異なり、外骨格を開発する難点は人体運動をどのように利得するか（数本の牽引帯さえあればできる）ではなく、教会の牽引システムが人類の異なる運動モデルに適応することにある。

実際、人は歩く時と走る時、足の働き方に大きな違いがある。

歩くとき、人体の重心移動は「逆立ち振子」（図A上部）のように、両足の前後移動に伴ってずれている。

しかし、ランニングをすると、人体は「ばね質量システム」（図A下部）になり、それぞれの足は股間に接続されたばねのように圧縮されて跳ね上がる。

パンツを2つの状態で人体に異なる補助を与えるために、研究チームは外骨格に力と運動角度を測定するセンサーを装備し、センサーのフィードバックデータに基づいて制御アルゴリズムを訓練し、着用者が歩いているか走っているかを自動的に検出した。

ランニングやウォーキングの状態では、各部に対する牽引力の強さが異なります

この装置の現実的なシーンでの機能をテストするために、研究者はまた、半ズボンをはいて丘陵や山地を運動するように試験者を招待した。その結果、このコートは上り坂や変速走行にも役立つことが分かった。

研究チームによると、次は、このシステムの重量をさらに40%軽減し、5斤程度に減らすつもりだという。

アウトドアワーカーの福音

フィットネスの人にとって、ランニング時の代謝を減らすことは魅力的な科学研究の成果ではないが、歩いてリラックスしたいと夢見る人はもっと多い。

仕事で長い旅をしたり、重荷を負ったり、急速に移動したりする必要がある人は、外骨格の受益者になります。カーペット捜索を行う救援員も、物資を輸送して任務を遂行する軍人も、アウトドア徒歩探検家も、仕事活動にこのシステムを使うことができる。

将来的には、技術が成熟するにつれて、この半ズボンは足の病気のある人のリハビリや歩行を助け、より大きな役割を果たすことができるようになります。