Mitä alusvaatteet ovat tehneet sinulle tänään? Ne voivat peitellä takana, pehmentää kuukautisia tai jopa suodattaa ilmavaivoja. Mutta jos Karl Zelikillä on jotain tekemistä sen kanssa, tulevaisuuden alusvaatteet voivat myös auttaa estämään selkäkipuja.
Zelik on biolääketieteen insinööri Vanderbiltin yliopistossa, joka tutkii alaraajojen biomekaniikkaa ja proteesia. Ennen nykyistä tutkimustaan hän sanoo: "En ole koskaan oikein ajatellut selkärangan biomekaniikkaa tai alaselän kipuja missään syvyydessä."
Mutta kaksi vuotta sitten hänen elämänsä muuttui; Hänestä tuli isä.
Kyseisen tapahtumarikkaan päivän jälkeen hänen poikansa on kasvanut yhä raskaammaksi, ja hänen nostamisensa on aiheuttanut tietyn maksun Zelkin selälle. Joten hän muutti tämän kivun tuottavuudeksi ja aloitti kivun ehkäisyn tutkimalla piilotettavan puettavan laitteen. Nyt usean vuoden tutkimuksen ja satojen iteratioiden jälkeen hänen ns. "Älykkäät alusvaatteensa" - jonka hän ja joukkue ovat jättäneet patenttihakemuksen - debytoi USA: ssa tällä viikolla American Society of Biomechanics -konferenssissa Boulderissa, Coloradossa.
Aina kun nostat tai nojaat, sinun on supistettava alaselän lihaksia "estämään sinua pudottamasta kasvoihin", Zelik selittää. Mutta ihmiset, jotka tekevät töitä, jotka vaativat laaja-alaista nostoa tai nojaamista (tai isät tekevät lapsistaan ympärilleen), käyttävät jatkuvasti näitä pieniä selkälihaksia, mikä voi lopulta aiheuttaa kipua liiallisesta käytöstä tai jopa vammoja.
Vuoden 2015 globaalin tautitaakan analyysin mukaan niska- ja selkäkipuista on tullut "suurin vammaisuuden maailmanlaajuinen syy" useimmissa maissa. Jopa 80 prosenttia ihmisistä kokee selkäkipuja jossain vaiheessa elämänsä aikana. Ja kun tapaturma-arvot nousevat, samoin on käytettävä selkävyöjä, mutta ei ole riittävästi todisteita siitä, että ne todella auttavat estämään selkävammoja, toteaa tautien valvontakeskuksen verkkosivustolla.
Kirjoita Zelik. Hän toivoo ratkaisevan selkäkipuon liittyvän ongelman apuvälineellä, joka voi auttaa nostamisessa, mutta ei vaadi tilaa vievää Ironmanin kaltaista eksoskeletoa. Lyhyesti sanottuna, älykkäät alusvaatteet koostuvat liivistä ja parista pyörä-lyhytmaisia alaosia, jotka yhdistetään hihnasarjalla, joka ristikkäin rintaan olkapäästä shortseihin takana. Jokaisella näistä hihnoista on kaksi osaa: joustava yläjoustava ja alempi luja, kumimainen materiaali.
Laite sisältää pienen moottorin, joka on pienempi kuin huulipalsamiputki ja joka on sijoitettu liivin etutaskuun. Jos taipuit laitteen ollessa "pois" -asennossa, joustava elastinen liikkuu kehosi mukana. "Tuntuisi vain normaalilta vaatteelta", Zelik sanoo. Kun se on kytketty päälle, pari "kytkimiä" estää elastista venymistä. Kun taipuu, kova, kumimainen materiaali, joka on kiinnitetty reiteen, kiristyy, poistaen osan painosta, joka muuten kohdistuisi lihaksiin.
"Älykäs alusvaatteet" on suunniteltu poistamaan stressi käyttäjän käyttäjän selästä. (Joe Howell / Vanderbilt University) "Se on vähän kuin puristusvaatteita, mutta erityisesti suunniteltu siirtämään voima jalkoihisi tavalla, joka ei luista tai anna sinulle wedgieä", Zelik sanoo.
Joukkue työskentelee edelleen parhaan mahdollisen tavan ilmoittamiseksi kastamallesi laitteelle, mutta tällä hetkellä se voidaan tehdä napauttamalla liivin etuosaa, älypuhelinsovellusta käyttämällä tai elettämällä samalla, kun käytät erityisesti valmistettua käsivarsinauhaa.
Tutkijat testasivat prototyyppiään kahdeksalla koehenkilöllä, joiden piti nostaa painoja 25 ja 55 puntaa sekä kallistua kolmeen eri kulmaan. Alusvaatteiden etujen tosiasiallisen kvantifioimiseksi he kiinnittivät sensorit käyttäjän kehoon mittaamaan lihaksen supistumisen aikana syntyviä luonnollisia sähköisiä potentiaaleja. Testien mukaan älykkäät alusvaatteet voivat vähentää selän kuormitusta 15 - 45 prosenttia tehtävästä riippuen, Zelik sanoo.
"Mielestäni se on käytännöllinen ratkaisu, joka perustuu tyylikkääseen suunnitteluun", sanoo Harvardin yliopiston biomekaaninen insinööri Conor Walsh, joka ei ollut mukana uuden vaatteen kehittämisessä. Walshin tutkimus keskittyy robottitekniikan käyttöön ihmisten suorituskyvyn parantamiseksi ja palauttamiseksi, mukaan lukien pehmeiden eksosuitsien kehittäminen auttamaan pitkien matkojen vaelluksessa.
"On todella jännittävää nähdä lisää ihmisiä työskentelemässä tällä alueella", hän sanoo. Monet ryhmät, jotka työskentelevät samankaltaisten avustekniikoiden kanssa, ovat keskittyneet jalkoihin, Walsh selittää, mutta tämä viimeisin muotoilu "osoittaa, että voit käyttää tällaisia kudosten tai lihaksen purkamistekniikoita kehon eri osissa".
Vaikka viimeisin iteraatio ei olekaan aivan valmis markkinoille, Zelkin joukkue on menossa lähemmäksi. "Tutkimus on vielä paljon tekemistä", hän sanoo. Hän aikoo testata, kuinka laite vaikuttaa väsymykseen toistuvilla tehtävillä tai pitämällä noja-asentoa pitkään. Hän toivoo tutkivansa myös älykkäiden alusvaatteiden pitkäaikaisia vaikutuksia - tietysti usein pesemällä - nähdäkseen, voiko maltillinen apu todella auttaa vähentämään loukkaantumisia vai aiheuttaako se tahattomia seurauksia.
"Mikä on hienoa, se on todiste konseptista, joka osoitti, että [kaikki laitteen osat] mahtuivat hyvin pieneen muotokertoimeen", Zelik sanoo. "Sinun ei tarvitse suurta puettavaa robottia sovittaaksesi ympärillesi." Yksi hänen projektinsa ohjeista oli, että jokainen prototyypin osa voitaisiin valmistaa pienemmistä tai ohuemmista materiaaleista tuotantomallia varten. Hän odottaa tulevien versioiden olevan helpommin piilossa vaatteiden alla.
Selvyyden vuoksi Zelik korostaa, että laitteen tarkoituksena on estää selkäkipuja alkamasta, ei hoitaa sitä osuessaan. Mutta joukkueen testit viittaavat siihen, että tämä on lupaava menetelmä vähentää selän kuormitusta rasittavan nostamisen ja muiden tehtävien aikana.
Kysyttyään kuinka kauan, kunnes Zelkin kaltaiset kudotut asettavat sen markkinoille, Walsh ei epäröi vastata. "Ehdottomasti viiden vuoden sisällä", hän sanoo. "Syy, että olen vakuuttunut siitä, että monet näistä järjestelmistä on todella suunniteltu yksinkertaisuuden ja käytännöllisyyden mielessä", hän sanoo. "He eivät ole Ironman-puvut, jotka tarvitsevat ydinreaktorin rinnassa heidän voimansa saamiseksi."
Mutta kuten useimpien uusien teknologioiden tuotteiden saattaminen markkinoille, aikataulu on joustava.
