气泡肌肉如何帮助宇航员获得太空腿

当宇航员最终到达火星时,他们将面临一个独特的挑战:在重力中行走和工作,只有37%的强度。在空间失重的地方花了几个月的时间之后,他们的肌肉和骨骼减弱将难以应付这种重力。现在,布里斯托大学的研究人员开发了一个有前途的解决方案。一种由充气的“泡泡肌肉”提供动力的柔软,可穿戴的外套。

来源:英国物理学家网首页
Jaxa(日本航空航天勘探局)宇航员Satoshi Furukawa踏板在升级的CEVIS系统上。信用:NASA

当宇航员最终到达火星时,他们将面临一个独特的挑战:在重力中行走和工作,只有37%的强度。在空间失重的地方花了几个月的时间之后,他们的肌肉和骨骼减弱将难以应付这种重力。现在,布里斯托大学的研究人员开发了一个有前途的解决方案。一种由充气的“泡泡肌肉”提供动力的柔软,可穿戴的外套。

典型的火星任务涉及大约1000天的旅行,在往返红色星球的旅途中,大约40%的时间为零重力。在此期间,宇航员每月失去大量的肌肉质量,每月高达20%,每月骨密度下降1%–2%。当他们最终降落在火星上时,他们需要执行艰巨的任务,例如提起设备和长距离行走,但由于长时间的太空飞行而严重削弱了身体。

宇航员

当前的解决方案,例如在国际空间站上遵循的2小时日常锻炼程序宇航员,仅提供有限的保护。已经提出了刚性机器人外骨骼作为替代品,但它们很重,笨重且难以与太空服融合。

由Emanuele Pulvirenti领导的布里斯托尔团队在Acta Arstronautica发表了一篇论文,详细介绍了一种使用“泡泡人造肌肉”(BAMS)的创新方法;轻巧的气动执行器与空气充气时收缩。将它们视为游泳池中使用的那些手臂浮子的复杂版本,但设计为提供精确的肌肉援助。

acta astronautica

这些泡泡肌肉中的三个一起工作,以帮助宇航员在步行过程中弯曲膝盖。当膨胀时,他们收缩并提供额外的力量来帮助腿部运动,补偿宇航员在保持自然步行模式的同时,弥补了宇航员的肌肉减弱。

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