Apply For Beta Testing
Please complete the information below to help us understand your device and intended use cases. If your application is approved, we will contact you via email.
منشور المدونة | Hypershell
كيف تتغير حركتك على المسار وكيف يتكيف Hypershell X
اخرج إلى مسار شديد الانحدار بدرجة كافية وستلاحظ على الأرجح أن خطواتك تصبح أقصر أثناء الصعود. وبمجرد أن تبدأ في الهبوط، يتغير خطوك والطريقة التي تضع بها كل خطوة مرة أخرى. بعد ساعات عدة مع وجود حقيبة على ظهرك، قد تجد أنك تمشي بطريقة مختلفة عما كنت عليه عندما انطلقت في البداية.
هناك الكثير مما يحدث في جسمك أثناء إجراء هذه التعديلات، بدءاً من التغيرات في كيفية عمل مفاصلك وعضلاتك إلى تأثيرات الإجهاد على مدار مسار أطول. في Hypershell، نولي اهتماماً وثيقاً لهذه التغيرات لأنها تساعدنا على فهم كيف يمكن للهيكل الخارجي أن يدعمك عبر أجزاء مختلفة من رحلة المشي.
يستجيب Hypershell X لهذه التغيرات أثناء تحركك، حيث يقوم بتعديل مساعدته مع تغير سرعة خطوك وشوطك ومتطلبات المسار على طول الطريق. دعنا نلقي نظرة أقرب على سبب تغير نمط مشيك وكيف يواكب Hypershell X ذلك.
لماذا يتغير نمط مشيك في الرحلات
يتطلب المشي تنسيقاً مستمراً بين الوركين والركبتين والكاحلين والعضلات والجهاز العصبي. على مسار المشي، يجب أن يتكيف هذا التنسيق مع تغير الانحدار والسطح أسفل قدميك.
بحث نُشر في مجلة PLOS ONE فحص كيفية تغير ميكانيكا الجزء السفلي من الجسم عبر منحدرات الصعود والهبوط المختلفة. وجد الباحثون أن مساهمة المفاصل الفردية تتغير وفقاً للانحدار. أثناء المشي صعوداً، ساهم الورك بنسبة أكبر من القدرة الميكانيكية الإيجابية المطلوبة للأطراف السفلية، بينما أدى المشي هبوطاً إلى تحويل نسبة أكبر من القدرة الميكانيكية السلبية نحو الركبة.
بالنسبة للمتنزهين، تحدث هذه التغيرات بشكل طبيعي أثناء تحركك عبر أجزاء مختلفة من المسار. تختلف الطريقة التي تعمل بها ساقاك معاً أثناء الصعود عن الطريقة التي تتعاملان بها مع الهبوط، ويمكن أن يتغير شوطك وسرعتك جنباً إلى جنب مع تلك المتطلبات.
ماذا يحدث لنمط مشيك أثناء الصعود؟
بمجرد أن يبدأ المسار في الصعود، يتعين على جسمك توليد الطاقة اللازمة للتحرك إلى الأعلى ضد الجاذبية. كلما أصبح الانحدار أكثر حدة، قد تقوم بتقصير خطواتك، وإبطاء سرعتك، وتعديل وضعيتك بينما تعمل عضلات الجزء السفلي من جسمك لإبقائك متحركاً.
فحصت دراسة أجريت عام 2024 ونُشرت في مجلة Biomechanics المشي على أسطح مستوية وصاعدة وهابطة أثناء حمل أوزان مختلفة. وجد الباحثون أن المشي صعوداً زاد من العمل الذي تؤديه العديد من عضلات الورك المهمة، بينما زاد حمل أوزان إضافية أيضاً من المتطلبات العضلية. تكتسب هذه النتائج أهمية خاصة في المشي لمسافات طويلة، حيث يمكن أن تقترن المتطلبات البدنية للصعود بوزن المعدات التي تحملها.
هذه الحركة المتغيرة هي شيء نأخذه بعين الاعتبار بدقة في Hypershell. يجب أن تستجيب المساعدة أثناء الصعود للطريقة التي تتحرك بها بالفعل، بما في ذلك التغيرات في السرعة والشوط مع زيادة الانحدار.
يتغير نمط مشيك مرة أخرى في طريق الهبوط
يغير الاتجاه هبوطاً من المتطلبات المفروضة على ساقيك. يتعين على عضلاتك التحكم في حركتك بينما تأخذك الجاذبية إلى الأسفل، وتتغير توزيعات القدرة الميكانيكية عبر الجزء السفلي من الجسم جنباً إلى جنب مع اتجاه الحركة.
وجدت دراسة PLOS ONE ذاتها أن المشي هبوطاً ينقل نسبة أكبر من القدرة الميكانيكية السلبية للأطراف السفلية نحو الركبة. على المسار، قد تلاحظ نفسك تقصر خطواتك، أو تبطئ سرعتك، أو تضع قدميك بشكل أكثر حذراً كلما أصبح الهبوط أكثر انحداراً أو أكثر صعوبة تقنية.
بالنسبة لنا، تعتبر الفروق بين الصعود والهبوط جزءاً مهماً من تصميم المساعدة للمشي لمسافات طويلة. الدعم المقدم في طريق الصعود يحتاج إلى التكيف عندما تصل إلى القمة وتبدأ في التحرك هبوطاً، حيث يتعامل جسمك مع مجموعة مختلفة من المتطلبات.
يمكن للإجهاد أن يغير الطريقة التي تمشي بها
يمكن لحركتك أيضاً أن تتغير مع تقدم رحلة المشي. بعد ساعات عدة من الوقوف على قدميك، يمكن أن يؤثر الإجهاد على كيفية أداء جسمك لنفس حركة المشي التي كنت تقوم بها في وقت سابق من اليوم.
فحصت دراسة أجريت عام 2023 ونُشرت في مجلة Biomechanics المشي قبل وبعد الإجهاد الحركي للجزء السفلي من الجسم. وجد الباحثون أن المشاركين استخدموا طاقة أكبر للمشي بنفس السرعة بعد الإجهاد وأظهروا تغيرات في العمل الميكانيكي الذي تؤديه مفاصل الأطراف السفلية المختلفة. يشير هذا إلى أن الإجهاد يمكن أن يؤثر على كل من الميكانيكا ومتطلبات الطاقة للمشي.
في رحلة مشي طويلة، قد يبدو شوطك بالقرب من نهاية المسار ويشعر به بشكل مختلف عن شوطك عند نقطة البداية. يمكن أن تكتسب التغيرات في السرعة والحركة جزءاً من كيفية إدارة جسمك للمسافة، خاصة عندما يتضمن المسار صعوداً وهبوطاً متكررين.
تضيف حقيبة ظهرك متغيراً آخر
ما تحمله يؤثر أيضاً على المتطلبات المفروضة على جسمك. تضيف حقيبة الظهر وزناً يجب أن يتحرك معك في كل خطوة، والجمع بين هذا الحمل وانحدار حاد يمكن أن يزيد من العمل المطلوب من عضلات الجزء السفلي من جسمك.
وجدت دراسة عام 2024 حول المشي المحمَّل أن حمل أوزان إضافية زاد من العمل الذي تؤديه عضلات الورك المختلفة، مع متطلبات عالية بشكل خاص عند اقتران الأحمال الثقيلة بالمشي صعوداً. استخدمت الدراسة أحمالاً تعادل 40% من وزن جسم المشاركين، وهو أثقل بكثير مما يحمله العديد من المتنزهين الهواة، ولكن النتائج تساعد في إظهار كيف يمكن للحمل والانحدار العمل معاً للتأثير على ميكانيكا المشي.
بالنسبة لهيكل خارجي تكيفي، تكتسب هذه المتغيرات أهمية لأن الحركة الخارجية تتغير باستمرار. يمكن للانحدار والسرعة والإجهاد والوزن الذي تحمله أن تشكل الطريقة التي تتحرك بها عند نقاط مختلفة على طول المسار.
لماذا نركز على المساعدة التكيفية
يمكن لمسار المشي لمسافات طويلة أن يأخذك عبر أنماط حركة مختلفة عدة خلال مسافة قصيرة. قد تمشي ببراعة عبر أرض مستوية نسبياً قبل أن تبطئ سرعتك لمرور منطقة صخرية، ثم تنتقل إلى صعود حاد، وتتوقف لفترة وجيزة، وتبدأ في النهاية هبوطاً طويلاً.
تناولت الأبحاث حول الهياكل الخارجية للأطراف السفلية بشكل متزايد هذه التغيرات في الحركة البشرية. فحص الباحثون وراء دراسة PLOS ONE تحديداً الميكانيكا الحيوية للصعود والهبوط للمساعدة في توجيه تطوير الهياكل الخارجية للتنقل المتنوع. تظهر نتائجهم كيف تتغير مساهمة الورك والركبة والكاحل مع الانحدار، مما يسلط الضوء على أهمية تكيف المساعدة مع تغير ظروف الحركة.
في Hypershell، نريد للهيكل الخارجي أن يستجيب للشخص الذي يرتديه أثناء تحركه عبر البيئة، مما يحافظ على محاذاة المساعدة مع التغيرات في المشية والسرعة طوال الرحلة.
كيف يستجيب HyperIntuition لحركتك
تستخدم سلسلة Hypershell X الجديدة خوارزمية الحركة HyperIntuition لتفسير حركتك باستمرار وتعديل المساعدة في الوقت الفعلي. بالعمل جنباً إلى جنب مع HyperSense، يعالج النظام بيانات الحركة للتعرف على التغيرات في مشيتك والاستجابة أثناء التسارع، أو الإبطاء، أو التوقف، أو البدء، أو التحرك عبر تضاريس متغيرة.
في اختبارات TÜV Rheinland، سجل أحدث نظام HyperIntuition زمن استجابة منخفضاً يصل إلى 0.31 ثانية وحقق معدل مزامنة بين الإنسان والآلة بنسبة 97.5% عبر التضاريس غير المستوية. تساعد هذه الاستجابة السريعة في الحفاظ على المساعدة متزامنة بشكل وثيق مع حركتك مع تغير سرعتك وشوطك.
بالنسبة للمشي لمسافات طويلة، تكتسب تلك القدرة على التكيف أهمية خاصة لأن الطريقة التي تتحرك بها يمكن أن تتغير تكراراً على مدار المسار. يتيح HyperIntuition لجهاز Hypershell X الاستجابة لتلك التغيرات فور حدوثها.
دعم الصعود والهبوط
تحدد الفروق بين حركة الصعود والهبوط أيضاً كيفية تقديم Hypershell X للدعم عبر التضاريس المتغيرة. أثناء الصعود، يوفر الهيكل الخارجي المساعدة لدعم الحركة إلى الأمام والأعلى بينما يعمل جسمك ضد الجاذبية.
عندما يتحول المسار إلى الهبوط، يوفر مساعد الهبوط (Descent Assist) المطور دعماً خاضعاً للتحكم أثناء تحركك خلال الهبوط. يمكن لسلسلة Hypershell X الجديدة أيضاً التكيف عندما تتغير سرعة مشيك. يوفر تعزيز السرعة المنخفضة (Low-Speed Enhance) دعماً أقوى عند السرعات الأبطأ، مما يساعد النظام على البقاء استجابياً عندما تقلل سرعتك بشكل طبيعي في الأجزاء الحادة أو الشاقة من المسار.
جنباً إلى جنب مع HyperIntuition، تتيح هذه الميزات للمساعدة تتبع التغيرات في حركتك عبر المراحل المختلفة لرحلة المشي. مع تغير الانحدار والسرعة والطريقة التي تمشي بها، يستمر النظام في تفسير حركتك وتعديل دعمه.
مصمم للطريقة التي تمشي بها بالفعل
يتضمن المشي لمسافات طويلة تغيرات مستمرة في الحركة. الشوط المريح عبر أرض أكثر استواءً يمكن أن يصبح أقصر مع صعود المسار، يليه خطوات أكثر تحكماً في طريق الهبوط. الوزن الذي تحمله والإجهاد الذي يتطور على مدار ساعات عدة يمكن أن يدخلا تغيرات إضافية مع استمرار المسار.
تساعدنا الأبحاث في الميكانيكا الحيوية للمشي على فهم هذه التغيرات بتفاصيل أكبر، وتعتبر هذه المعرفة مهمة للطريقة التي نفكر بها في المساعدة القابلة للإرتداء في Hypershell. الحركة الخارجية ديناميكية، وتقنيتنا مصممة لتبقى استجابية مع تطور متطلبات المسار.
مع تفسير HyperIntuition لحركتك باستمرار، يمكن لـ سلسلة Hypershell X الجديدة تكييف مساعدتها أثناء الصعود والهبوط وتغيير السرعة والتحرك لمسافات أبعد على طول المسار، مما يمنحك دعماً يواكب الطريقة التي تمشي بها.
المراجع
Nuckols, R.W., Takahashi, K.Z., Farris, D.J., Mizrachi, S., Riemer, R. and Sawicki, G.S. (2020). Mechanics of walking and running up and downhill: A joint-level perspective to guide design of lower-limb exoskeletons. PLOS ONE, 15(8), e0231996. Available at: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0231996
Sturdy, J.T., Rizeq, H.N., Silder, A., Sessoms, P.H. and Silverman, A.K. (2024). Concentric and eccentric hip musculotendon work depends on backpack loads and walking slopes. Journal of Biomechanics, 163, 111942. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021929024000198
Kao, P.-C., Lomasney, C., Gu, Y., Clark, J.P. and Yanco, H.A. (2023). Effects of induced motor fatigue on walking mechanics and energetics. Journal of Biomechanics, 156, 111688. Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021929023002579