Variation der negativen Arbeitsunterstützung am Knöchel mit einem weichen Exosuit während des belasteten Gehens

Erst vor kurzem haben Studien gezeigt, dass es möglich ist, die Stoffwechselrate beim unbelasteten und belasteten Gehen mit robotischen Knöchel-Exoskeletten zu reduzieren. Einige Studien haben dieses Ergebnis durch hohe positive Arbeitsunterstützung erzielt, während andere negative und positive Arbeitsunterstützung kombiniert haben. Es besteht kein Konsens über den isolierten Beitrag der negativen Arbeitsunterstützung. Daher zielt die vorliegende Studie darauf ab, den Effekt variierender negativer Arbeitsunterstützung im Sprunggelenk zu untersuchen, während ein fester Grad positiver Arbeitsunterstützung mit einem multi-artikularen weichen Exosuit aufrechterhalten wird. Wir testeten acht Teilnehmer beim Gehen mit 1,5 ms−1 und einem 23-kg-Rucksack. Die Teilnehmer trugen eine Version des Exosuits, die die Plantarflexion über Bowdenkabel unterstützte, die an einer externen Antriebseinheit befestigt waren. In vier aktiven Bedingungen stellten wir verschiedene Raten bilateraler negativer Arbeitsunterstützung am Knöchel des Exosuits bereit, die von 0,015 bis 0,037 W kg−1 reichten, sowie eine feste Rate positiver Arbeitsunterstützung von 0,19 W kg−1. Alle aktiven Bedingungen reduzierten die Stoffwechselrate signifikant um 11 bis 15 % im Vergleich zu einer Referenzbedingung, in der die Teilnehmer den Exosuit trugen, jedoch keine Unterstützung bereitgestellt wurde. Wir fanden keinen signifikanten Effekt der negativen Arbeitsunterstützung. Es gab jedoch einen Trend (p = .08) zu einer stärkeren Reduktion der Stoffwechselrate mit zunehmender negativer Arbeitsunterstützung, was durch beobachtete Reduktionen der biologischen Knöchel- und Hüftgelenkskraft und -moment erklärt werden könnte. Der nicht signifikante Trend der zunehmenden negativen Arbeitsunterstützung mit zunehmenden Reduktionen der Stoffwechselrate motiviert den Wert weiterer Studien zu den relativen Effekten negativer und positiver Arbeitsunterstützung. Es könnte vorteilhaft sein, die negative Arbeit über einen größeren Bereich oder isoliert von positiver Arbeitsunterstützung zu variieren.