La tuta che aumenta le performance durante la corsa

Morbida, leggera e in grado di migliorare le prestazioni atletiche di chi la indossa. È la tuta robotica sviluppata nei laboratori del Wyss Institute e della John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) della Harvard University, che ha dimostrato di poter abbassare il costo metabolico della corsa su tapis roulant del 5.4%. Come? È presto detto: un sistema di cavi applica una forza supplementare a quella impressa dai nostri muscoli a ogni falcata.

Come spiegato dai ricercatori sulle pagine della rivista Science Robotics, la tuta robotica incorpora un apparato di cavi flessibili che a livello della vita e della parte posteriore della coscia sono collegati a una postazione fissa, un’unità di azionamento esterna che tira i cavi secondo un protocollo preordinato. In questo modo i cavi agiscono proprio come una seconda coppia di muscoli estensori dell’anca, imprimendo dunque maggiore forza alle gambe durante la corsa sul tapis roulant. Gli scienziati durante i test hanno misurato il consumo di ossigeno e la produzione di anidride carbonica dei partecipanti allo studio e hanno stimato che il costo metabolico dell’esercizio era inferiore del 5.4% per coloro che indossavano il dispositivo.

Per la precisione i ricercatori hanno applicato due distinti protocolli di corsa assistita, che tirano i cavi in due momenti diversi della corsa: il primo ricalca il naturale movimento umano e applica la forza nel momento di massima estensione dell’anca, l’altro invece si basa su una simulazione di corsa supportata da un esoscheletro – realizzata in precedenza da un gruppo di ricerca dell’Università di Stanford – che invece applica la forza in un momento del movimento leggermente successivo rispetto a quello naturale.

Messi a confronto i protocolli, ne è emerso che il momento ottimale per fornire la forza supplementare all’atleta e migliorarne le prestazioni non è quello biologico. “Imitare il movimento sulla base della nostra attuale comprensione della biologia non è necessariamente la cosa migliore”, hanno commentato gli autori dell’articolo.

Il motivo per cui applicare la forza supplementare un po’ più tardi rispetto al naturale svolgimento del movimento migliori in modo così evidente le prestazioni umane risiede, secondo i ricercatori, nel fatto che il protocollo stabilito sulla base della simulazione incide anche sull’estensione del ginocchio e sulla forza che il piede imprime al suolo, e non solo sull’estensione dell’anca.

“Il protocollo biologico prende in considerazione solo il momento di coppia nell’articolazione dell’anca, ma il corpo umano non è un insieme di parti che lavorano indipendente: è pieno di muscoli che agiscono su più articolazioni per coordinare il movimento”, spiega Giuk Lee del Wyss Institute. “L’applicazione della forza all’anca interessa l’intero sistema corpo. Dobbiamo considerarlo per fornire il migliore supporto”.

Anche se si tratta di risultati preliminari che dovranno essere confermati da altri test biomeccanici, i ricercatori si dimostrano ottimisti sugli sviluppi della loro ricerca.

“Il nostro obiettivo” spiega Lee “è quello di sviluppare un dispositivo a batteria indossabile con un elevato rapporto tra potenza e peso, in modo che i vantaggi della tuta superino di molto la spesa di indossarla. Crediamo che questa tecnologia possa aumentare le prestazioni degli atleti e degli amatori e possa aiutare durante li recupero dalle lesioni”.