有种神奇的装置可以让人的跑步速度提高50%

根据一项新的研究，如果安装了正确的机械装置，人类的跑步速度可以与骑自行车的人相比——高达每秒20.9米。

尽管该值目前是基于基于弹簧的弹射外骨骼的理论计算，研究小组计划明年推出原型设备。

过去，人们使用类似的外骨骼来帮助瘫痪的人重新站立起来。此外，这种工作装置有许多潜在的用途——尽管用它来创造奥运会纪录的想法可能站不住脚。

研究人员在他们发表的报告中写道:“这项研究结果可能有助于开发新一代的增强设备，用于体育、救援、执法和其他行动。在这些地区，人们将受益于移动速度的提高。”

这种机器的原理来自自行车踏板:踏板实际上非常有效，因为当我们的脚上下移动时，它们能把我们向前推一大步，这只是在跑步中浪费能量。

即使是世界上跑得最快的人，当他们的脚离开地面时，实际上也没有获得任何速度。只有当脚再次着地，踏上跑道，用力量向前推动身体，才能获得新的速度。随着跑步速度越来越快，他们的脚会在空中停留越来越长的时间。

问题是如何更有效地利用浪费的时间。研究人员研究了各种理论，最终利用弹射原理，在跑步过程中像弹簧一样推动跑步者的腿向前。

范德比尔特大学的机械工程师大卫·布劳恩说:“自行车机械和跑步机械之间的区别启发我们开发了一种装置，让双腿在空中向前移动。”

在腿上安装弹簧的想法已经存在了一个多世纪，但这种做法本身并不奏效。因此，研究人员使用计算机建模来计算弹簧在脚着地之前需要储存的能量。

设备如何工作

2020年科学顾问苏蒂里诺和布劳恩的数据

研究人员认为这种能量来自弯曲和移动腿。弹簧可以用来释放腿部接触地面时产生的能量，为身体提供更多支撑点。

计算结果表明，为了达到最高速度，弹簧需要捕获96%的能量，并将其全部转化为向前加速度。如果一个世界级的自行车运动员输出能量，最终速度可以达到每秒20.9米。至于我们普通人，可能会慢一点。

在这组装置的研究和开发中仍然存在许多挑战，特别是弹簧将会受到由每一步脚下落高度的差异所引起的额外冲击。但是研究人员认为，就像自行车上的齿轮一样，弹簧可以根据不同的速度进行调整。

除了帮助需要快递到目的地的医务人员和救援人员，这种外骨骼甚至可能引发一种全新的运动，就像自行车一样。他们甚至希望随着时间的推移，整个装置能被放入鞋子里。

蝌蚪工作人员从sciencealert编译，翻译狗Gege，转载必须授权。