Pesquisadores do Wyss Institute e do Harvard SEAS desenvolveram um exoesqueleto robótico que aumenta significativamente o desempenho de corrida de uma pessoa. O dispositivo precisa de um cabo e de poder externo para funcionar, mas, assim que se tornar portátil, pode ajudar atletas a correrem mais rápido do que nunca, quebrando seus recordes de corrida sem precisar de treino adicional.

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Em testes em esteiras rolantes, o dispositivo mostrou reduzir o custo metabólico da corrida em 5,4% (custo metabólico sendo a quantidade de consumo de oxigênio e produção de dióxido de carbono na corrida). Isso pode não parecer muito, mas, para um corredor de longa distância, é um aumento significativo na performance. Em termos reais, isso pode fazer uma maratona de 42 quilômetros parecer ter 40 quilômetros, ou melhorar a passada de um corredor de 9:14 minutos por milha para 8:49 minutos por milha. Essas descobertas agora aparecem no periódico Science Robotics.

O design baseado em tecido é leve e se mexe com o corpo. Fios flexíveis são conectados a uma unidade atuadora externa, que fornece a potência. Quando uma pessoa corre em uma esteira com a roupa, o atuador puxa os fios. Quando ativados, os fios fazem a função de um segundo conjunto de músculos do quadril, aplicando força às pernas em cada passada.

Desenhar o dispositivo não foi problema, mas saber quando a máquina deve exercer a pressão e ativar os fios durante a corrida se provou um desafio completamente diferente. Para descobrir a melhor maneira de aperfeiçoar a corrida, os pesquisadores usaram dois modelos — um baseado em observações de uma pessoa correndo e outro baseado em uma simulação da corrida assistida pelo exoesqueleto. Surpreendentemente, o modelo de computador produziu os melhores resultados, levando em conta o movimento do corpo inteiro ao invés de focar em partes individuais do corpo.

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Um sistema de fios de atuação acoplado à parte de trás do exoesqueleto providencia uma força extra ao quadril durante a corrida. (Crédito: The Wyss Institute at Harvard University)

Existe muito espaço para melhora. Os pesquisadores apenas consideraram dois perfis diferentes de atuação (a hora que os fios são ativados), então pode ser possível aumentar ainda mais a eficiência da corrida.

Um detalhe importante, o exoesqueleto foi testado exclusivamente em condições de esteira rolante. Como muitos atletas podem confirmar, as esteiras são ok, mas elas são uma aproximação ruim da experiência de correr no mundo real. Em condições normais de corrida, os corredores se impulsionam a partir do chão, enquanto na esteira, os pés e pernas são puxados de baixo do corpo, o que faz correr ser um pouco mais fácil. Os pesquisadores vão ter que levar essas diferenças cinestésicas em conta quando o dispositivo se tornar portátil.

E, sim, criar uma versão sem cabos do exoesqueleto é uma prioridade para os pesquisadores. “Nosso objetivo é desenvolver um sistema portátil com uma boa relação entre poder e peso para que o benefício de usar a roupa seja bem maior do que o custo de usá-la”, disse Lee em um comunicado. “Acreditamos que essa tecnologia pode aumentar a performance dos atletas recreativos e/ou ajudar a recuperação após uma lesão.”

Pode levar anos antes de vermos um exoesqueleto movido a bateria, mas, se acontecer, ele pode revolucionar as corridas tanto recreativa quanto profissional. Ele pode também complicar as corridas imensamente, sendo usado como trapaça. Quando estiver no mercado, os organizadores terão que checar se os corredores não estão usando um desses dispositivos durante eventos de esporte.

Como uma nota final, esse estudo foi financiado pelo DARPA (Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa norte-americana). Então, além de produzir superatletas, esse dispositivo pode eventualmente ser usado para produzir supersoldados.

[Science Robotics]

Imagem do topo: The Wyss Institute at Harvard University