Что твои трусы сделали для тебя сегодня? Они могут покрывать вашу спину, дополнять ваши месячные или даже фильтровать ваш метеоризм. Но если Карл Зелик как-то связан с этим, нижнее белье будущего может также помочь предотвратить боль в спине.
Зелик - биомедицинский инженер в университете Вандербильта, который занимается исследованиями биомеханики и протезирования нижних конечностей. До своего нынешнего исследования он говорит: «Я никогда не задумывался о биомеханике позвоночника или боли в пояснице».
Но два года назад его жизнь изменилась; Он стал отцом.
С того насыщенного дня его сын становился все более тяжелым, и его отягощение повлияло на спину Зелика. Поэтому он превратил эту боль в продуктивность и начал исследовать профилактику боли, используя маскируемый носимый гаджет. Теперь, после нескольких лет исследований и сотен итераций, его так называемое «умное нижнее белье», которое он и его команда подали на патент, дебютирует в США на этой неделе на конференции Американского общества биомеханики в Боулдере, штат Колорадо.
Каждый раз, когда вы поднимаетесь или наклоняетесь, вы должны сокращать мышцы нижней части спины, чтобы «не дать вам упасть на лицо», объясняет Зелик. Но люди на рабочих местах, которые требуют большого подъема или наклона (или папы, перевозящие своих детей вокруг), постоянно используют эти маленькие мышцы спины, что в конечном итоге может привести к боли от чрезмерного использования или даже к травме.
Согласно анализу глобального бремени болезней 2015 года, боль в шее и спине стала «основной глобальной причиной инвалидности» в большинстве стран. До 80 процентов людей испытывают боли в спине в какой-то момент в течение своей жизни. По мере того как уровень травматизма растет, использование поясных ремней также происходит, но нет достаточных доказательств того, что они действительно помогают предотвратить травмы спины, согласно веб-сайту Центров по контролю за заболеваниями.
Введите Зелик. Он надеется решить проблему болей в спине с помощью носимого вспомогательного устройства, которое может помочь с подъемом, но не требует большого экзоскелета, похожего на Ironman. Короче говоря, элегантное нижнее белье состоит из жилета и пары трусиков, похожих на велосипеды, соединенных ремнями, которые перекрещиваются от плеча до шорт вдоль спины. Каждый из этих ремней имеет две секции: эластичный верхний эластичный и нижний твердый резиноподобный материал.
Устройство содержит крошечный моторчик, меньший, чем тюбик бальзама для губ, размещенный в переднем кармане жилета. Если вы наклонитесь, когда устройство находится в положении «выкл», эластичная резинка движется вместе с вашим телом. «Это было бы похоже на нормальную одежду», - говорит Зелик. Однако, когда он включен, пара «сцеплений» предотвращает растягивание резинки. Когда вы наклоняетесь, жесткий резиноподобный материал, прикрепленный к бедрам, становится натянутым, снимая некоторое давление, которое в противном случае оказывалось бы на ваши мышцы.
«Умное нижнее белье» разработано, чтобы снять стресс с нижней части спины пользователя. (Джо Хауэлл / Университет Вандербильта) «Это немного похоже на компрессионную одежду, но специально разработано для передачи силы на ваши ноги таким образом, чтобы она не скользила и не приводила вас в замешательство», - говорит Зелик.
Команда все еще разрабатывает оптимальный способ сообщить устройству о том, что вы погружаетесь, но в настоящее время это можно сделать, коснувшись передней части жилета, используя приложение для смартфона или сделав жест, надев специальную повязку.
Исследователи протестировали свой прототип на восьми предметах, которые должны были поднимать веса 25 и 55 фунтов, а также наклоняться под тремя разными углами. Чтобы количественно оценить преимущества нижнего белья, они прикрепили датчики к телу пользователя для измерения естественных электрических потенциалов, возникающих при сокращении мышц. Тесты показывают, что умное нижнее белье может снизить нагрузку на спину на 15–45 процентов, в зависимости от задачи, говорит Зелик.
«Я думаю, что это практическое решение, основанное на элегантном дизайне», - говорит Конор Уолш, инженер-биомеханик из Гарвардского университета, который не принимал участия в разработке новой одежды. Исследования Уолша направлены на использование роботизированных технологий для увеличения и восстановления человеческих возможностей, в том числе на разработку мягких экзокостюмов, помогающих в походах на большие расстояния.
«Действительно интересно видеть больше людей, работающих в этой области», - говорит он. Уолш объясняет, что многие группы, работающие с подобными вспомогательными технологиями, сфокусировались на ногах, но этот последний проект «демонстрирует, что вы можете применять такие методы разгрузки тканей или мышц в разных частях тела».
Хотя последняя итерация не совсем готова к выходу на рынок, команда Зелика приближается. «Еще предстоит много исследований», - говорит он. Он планирует проверить, как устройство влияет на усталость с помощью повторяющихся задач или удержания в наклонном положении в течение длительного периода времени. Он также надеется изучить долгосрочные последствия ношения умного нижнего белья - конечно, с частой стиркой, - чтобы выяснить, может ли умеренная помощь реально снизить количество травм или же вызвать какие-либо непредвиденные последствия.
«Что здорово, так это подтверждение концепции, которая показала, что [все части устройства] могут вписаться в очень маленький форм-фактор», - говорит Зелик. «Вам не нужен большой носимый робот, чтобы поместиться вокруг вас». Одна из его директив для проекта заключалась в том, что каждая часть прототипа может быть изготовлена из более мелких или более тонких материалов для производственной модели. Он ожидает, что будущие версии будут легче спрятаны под одеждой.
Для ясности, подчеркивает Зелик, устройство предназначено для предотвращения возникновения болей в спине, а не для их устранения при ударе. Но тесты команды показывают, что это многообещающий метод снижения нагрузки на спину во время напряженного подъема и других задач.
Когда Уолша спрашивают, сколько времени до того, как носимые товары, такие как Zelik, появятся на рынке, он без колебаний отвечает. «Определенно через пять лет», - говорит он. «Причина, по которой я убежден в этом, заключается в том, что многие из этих систем действительно разработаны с учетом простоты и практичности», - говорит он. «Это не костюмы Железного человека, которым нужен ядерный реактор для питания».
Но, как и в случае с выходом на рынок большинства новых технологических продуктов, этот график является гибким.
