नई सहायक सीढ़ियां आपके कदम में एक वसंत डालती हैं

सीढ़ियों को अपडेट करने की कोशिश करना, पहिया को फिर से मजबूत करने जैसा है: एक साधारण डिज़ाइन पर सुधार करना, जिसमें समय की कसौटी पर खरा उतरना आसान काम नहीं है। चोट या सीमित गतिशीलता वाले लोगों के लिए, हालांकि, सीढ़ी चढ़ना कोई आसान काम नहीं है। सीढ़ी नेविगेशन के भौतिकी को हैक करके, जैव रासायनिक शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक प्रोटोटाइप का आविष्कार किया है जो सीढ़ियों और उनके उपयोगकर्ताओं को नई ऊंचाइयों तक ले जाने में मदद कर सकता है।

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जॉर्जिया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के कंप्यूटर साइंस के प्रोफेसर करेन लियू कहते हैं, "मेरी माँ को शिकायत है कि वह वास्तव में सक्रिय है और वह लंबी दूरी तक चल सकती है, लेकिन हर बार सीढ़ियों पर उन्हें चढ़ने में कठिनाई होती है।"

लियू, PLOS ONE में एक अध्ययन के संबंधित लेखक, जो नई सीढ़ी प्रोटोटाइप का वर्णन करता है, ने माना कि सीढ़ियों पर चढ़ना बुजुर्गों या घायल लोगों के लिए सबसे कठिन गतिविधियों में से एक के रूप में रैंक किया गया है। यहां तक ​​कि जब व्यक्ति अन्यथा शारीरिक रूप से स्वस्थ और मोबाइल होते हैं, तो सीढ़ियों को नेविगेट करने की क्षमता खोना अक्सर निर्णायक कारक होता है जो लोगों को उनके घरों से बाहर और सहायक जीवित समुदायों में मजबूर करता है।

नया सीढ़ी प्रोटोटाइप ऊर्जा का दोहन करता है जब कोई व्यक्ति सीढ़ियों से उतरता है, और उपयोगकर्ताओं को एक बढ़ावा देने के लिए इसे वापस रीसायकल करता है। यह काम करता है, क्योंकि प्रति-सहजता से, लोग अप की तुलना में सीढ़ियों से नीचे जाने में अधिक ऊर्जा बर्बाद करते हैं।

सीढ़ियों पर चढ़ते समय, आपके द्वारा अपने पैरों को मोड़ने में लगाई गई सभी ऊर्जा संभावित ऊर्जा में बदल जाती है - जब आप शीर्ष पर पहुंचते हैं तो आप पहले की तुलना में अधिक हो जाते हैं। सीढ़ियों से उतरना एक और कहानी है। हर कदम के साथ आपका शरीर अनिवार्य रूप से एक नियंत्रित गिरावट में होता है, और आपकी मांसपेशियों को नीचे से खराब होने से रोकने के लिए आपकी ऊर्जा खर्च होती है। लियू ने सोचा कि बर्बाद ऊर्जा पर कब्जा किया जा सकता है और ऊपर की चढ़ाई पर वापस आ सकता है।

"कोई रास्ता नहीं था कि मैं इस तरह से एक उपकरण बना सकूं, " लियू ने कहा। एक कंप्यूटर वैज्ञानिक के रूप में, उसके पास एक अच्छा विचार था लेकिन वास्तव में एक प्रोटोटाइप बनाने का कोई तरीका नहीं था। उन्होंने लीना टिंग, एमोरी विश्वविद्यालय में बायोमेडिकल इंजीनियरिंग की प्रोफेसर और मानव कैनेटीक्स के एक विशेषज्ञ की ओर रुख किया। "लीना से बेहतर आंदोलन को कोई नहीं जानता, " वह कहती हैं। टिंग के तत्कालीन पोस्ट-डॉक्टरल शोधकर्ता यूं सोंग सोंग के साथ, उन्होंने अपने सिर को एक साथ रखा और एक डिजाइन को परिष्कृत किया।

उनके आश्चर्य के लिए, पहिए को फिर से लगाना केक का एक टुकड़ा था। "यह उतना मुश्किल नहीं था जितना मैंने सोचा था कि यह होगा, " गीत कहता है। "हमने सादगी के लिए लक्ष्य किया था - हम एक फैंसी रोबोट के लिए नहीं जा रहे थे जो आगे बढ़ सकें और बात कर सकें और अच्छे निर्णय ले सकें।" वे बस यांत्रिकी में हैक करने की कोशिश कर रहे थे जो पहले से ही हर बार जब आप सीढ़ियों की उड़ान पर या नीचे जाते हैं।

उनके प्रोटोटाइप ऊर्जा-पुनर्चक्रण सहायक सीढ़ियों का प्रत्येक भाग स्प्रिंग्स से जुड़ा हुआ है। सीढ़ियों के नीचे जाने पर, प्रत्येक फुटस्टेप से दबाव एक जंगम प्लेटफॉर्म को नीचे धकेलता है, स्प्रिंग्स को संपीड़ित करता है और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक लॉक के साथ चलने वाले ट्रेडों को लॉक करता है। संपीड़ित स्प्रिंग्स उस ऊर्जा को पकड़ते हैं और पकड़ते हैं जो अन्यथा नष्ट हो जाएगी। रास्ते में वापस, प्रत्येक चलने पर दबाव नापने का यंत्र पैर को होश में लाता है, ताला जारी करता है, और स्प्रिंग्स रिलीज करता है जो चढ़ाई को बढ़ाने में मदद करने के लिए ऊर्जा संग्रहीत करता है।

"मैंने सोचा, यह काम करने का कोई तरीका नहीं है, " टिंग याद करते हैं। स्प्रिंग-लोड किए गए कदमों में कैटापोल्ट्स या स्लिंगशॉट्स के दृश्य को ध्यान में रखा गया। यह ठीक है यदि आप एक ओलंपिक वाल्टर हैं, लेकिन ऐसा नहीं है कि आप एक बुजुर्ग या घायल व्यक्ति हैं जो सिर्फ आपके रास्ते को ऊपर करने की कोशिश कर रहा है।

वे कई वसंत डिजाइनों से गुजरे और एक सौम्य विस्तार वसंत पर बस गए। यदि आप अभी भी उनकी नई सीढ़ियों पर खड़े हैं, तो आपको अगली लैंडिंग के लिए गुलेल होने के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है। यह तब तक नहीं है जब तक आप गति में न हों कि वसंत के मंच धीरे-धीरे आपके पैर को अगले स्तर तक ले जाते हैं। "यह केवल आपकी मदद कर सकता है क्योंकि आप सक्रिय रूप से ऊपर या नीचे जा रहे हैं, यह आपको चारों ओर नहीं धकेल सकता है, " टिंग कहते हैं।

उनके सीढ़ियों पर चलना "बहुत नरम मिट्टी के साथ एक पहाड़ी के नीचे चलने जैसा महसूस होता है, " गीत कहता है। "यह ऐसा है जैसे आपके पास हर कदम पर एक तकिया है, और जैसा कि आप नीचे चलते हैं आप उन्हें निचोड़ रहे हैं। आप कम गुरुत्वाकर्षण महसूस करते हैं। ”प्रयोगशाला में लाए गए परीक्षण विषयों के लिए उस सनसनी को मास्टर करना आसान था।

दूसरी ओर, "ऐसा लग रहा है जैसे कोई वास्तव में अपना पैर उठा रहा है, " गीत कहता है। हर कोई बारिश में भीगी घास से गुजर रहा है, लेकिन कदम उठाते ही एक भूतिया सहायता महसूस कर रहा है? यह कुछ करने के लिए इस्तेमाल किया जा रहा है। फिर भी, 300 से अधिक टेस्ट रन के बाद, उन्होंने सुरक्षा के साथ कोई समस्या नहीं बताई। उन्होंने संयुक्त गतिविधि को मापने के लिए सेंसर का भी इस्तेमाल किया, और दिखाया कि सहायक सीढ़ियों पर चढ़ने के लिए पारंपरिक सीढ़ियों पर खर्च किए जाने की तुलना में काफी कम काम करना पड़ता है। क्या अधिक है, उनके प्रोटोटाइप एक लिफ्ट या स्टर्लिंग के स्थापित करने की कीमत के एक अंश के लिए एक साथ आते हैं।

इन आशाजनक परिणामों के साथ, टीम को उम्मीद है कि उन्हें एक ऐसा उत्पाद मिल गया है जिसे बुजुर्गों या घायलों के लिए जीवन आसान बनाने के लिए विपणन किया जा सकता है। कार्नेगी मेलन विश्वविद्यालय में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के प्रोफेसर स्टीव कोलिन्स कहते हैं, "ऊर्जा रीसाइक्लिंग सीढ़ियों एक महान विचार है, " अध्ययन के साथ शामिल नहीं था।

"हमारी मांसपेशियों अद्भुत चीजें हैं, " कोलिन्स कहते हैं। वे हमारी आवश्यकताओं के अनुरूप मजबूत होते हैं, वे ईंधन को चलाते हैं जो हम उन्हें पर्यावरण से आपूर्ति करते हैं, और वे खुद को ठीक करते हैं। "कोई भी अभियंता उन चीजों में से कुछ करने में सक्षम होना पसंद करेगा, " वह कहते हैं, लेकिन उनकी सभी अद्भुत क्षमताओं के लिए, एक चीज की मांसपेशियां खराब होती हैं जो ऊर्जा को रीसाइक्लिंग करती हैं। इस नई सीढ़ी के साथ, कॉलिन्स कहते हैं, आविष्कारकों ने भौतिकी को हैक किया है जो हमारी मांसपेशियों को नहीं कर सकता है। "वे कुशलता से आप पर कब्जा करते हैं और ऊर्जा लौटाते हैं।"

क्योंकि सीढ़ियों को स्थापित करना आसान और सस्ता है, कोलिन्स को लगता है कि वे पुराने लोगों या सीमित गतिशीलता वाले लोगों को अपने घरों में थोड़ी देर रहने की अनुमति दे सकते हैं। "यह वास्तव में बहुत सारे लोगों के लिए एक अंतर बना सकता है, " वे कहते हैं। "कुछ छोटे मोड़ के साथ ... मुझे लगता है कि यह एक अच्छा उत्पाद हो सकता है।"

लियू और उनकी टीम का उनके सहायक सीढ़ियों पर एक अनंतिम पेटेंट है, लेकिन उनके आविष्कार का विपणन ब्याज पर निर्भर करेगा। उनके पास बहुत सारे विचार हैं, और वे अपनी सीढ़ियों के लिए नई सुविधाओं का एक सूट भी लागू कर सकते हैं जैसे कि अन्य अनुप्रयोगों में उपयोग के लिए कैप्चर की गई ऊर्जा को संग्रहीत करना। उदाहरण के लिए, सीढ़ियों पर चढ़ने में मदद करने के बजाय, वे एक ऐसे तंत्र को सक्रिय कर सकते हैं, जो उस सेल को चार्ज करने के लिए उस ऊर्जा को शटल कर सकता है।

उनके गोदी पर अगला बस सीढ़ियों का एक पूरा सेट विकसित कर रहा है जो मौजूदा प्रोटोटाइप पर निर्माण करेगा, हालांकि। दिन के अंत में, उनका लक्ष्य बिगड़ा हुआ गतिशीलता वाले लोगों को अपने घरों में रहने में मदद करना है। लियू ने अपनी माँ को अपनी सीढ़ियाँ दिखाते हुए कहा। "उसकी टिप्पणी थी, 'ठीक है, आप बेहतर जल्दी थी।"