Длительное пребывание в условиях низкой гравитации во время космических миссий приводит к потере мышечной и костной массы у астронавтов. Традиционные методы, такие как физические упражнения и жёсткие экзоскелеты, оказались недостаточно эффективными, а ношение скафандров (Extravehicular Mobility Units — EMUs) повышает риск травм. Для решения этой проблемы международная команда исследователей предложила мягкий носимый экзокостюм, использующий пузырьковые искусственные мышцы (Bubble Artificial Muscles — BAMs).
BAMs — это лёгкие пневматические приводы, создающие вспомогательный крутящий момент с минимальным энергопотреблением. В эксперименте три таких устройства интегрировали в экзокостюм, помогающий сгибать ноги при ходьбе. Тестирование на установке, имитирующей движение колена в марсианской гравитации (около 38% земной), показало, что система увеличивает максимальный угол сгибания на 15% и угловую скорость на 20%. При этом для плавной поддержки достаточно крутящего момента всего 400 мНм — это в 35 раз меньше номинального усилия колена (14 Нм).
Иллюстрация: Leonardo
Ключевое преимущество BAMs — способность работать в такт естественной частоте шага, не нарушая походку. Улучшение достигается за счёт продолжительного воздействия на фазу движения: чем дольше активированы мышцы, тем выше эффективность. Технология также решает проблему веса: экзокостюм легко интегрируется в скафандры и подходит для длительного использования.
Помимо космических миссий, разработка применима в реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательной системы. Например, люди с возрастной мышечной атрофией или последствиями травм смогут восстановить подвижность с помощью лёгкого экзокостюма. Исследование, опубликованное в журнале Acta Astronautica, подтвердило, что BAMs — многообещающее направление для космической и земной медицины.
Следующий этап — испытания в условиях реальной гравитации и интеграция системы в прототипы скафандров для лунных и марсианских программ. Учёные также планируют адаптировать технологию для помощи при болезнях Паркинсона и церебральном параличе.
