Exoskeletons - bärbara enheter som används av arbetare på löpande band eller i lager för att lindra stress på deras nedre rygg - kan konkurrera med värdefulla resurser i hjärnan medan människor arbetar, vilket avbryter de fysiska fördelarna med att bära dem, föreslår en ny studie

Exoskeletons, studien publicerad i Applied Erogonomics

Studien, som nyligen publicerades i tidskriften Applied Ergonomics, fann att när människor bar exoskeleton medan de utförde uppgifter som krävde att de tänkte på sina handlingar, arbetade deras hjärnor övertid och deras kroppar konkurrerade med exoskeletonerna istället för att arbeta i harmoni med dem.

Studien indikerar att exoskelett kan lägga tillräcklig börda på hjärnan för att potentiella fördelar för kroppen ska förnekas

"Det är nästan som att dansa med en riktigt dålig partner", säger William Marras, seniorförfattare till studien, professor i integrerad systemteknik och chef för Ohio State University Spine Research Institute.

"Exoskeleton försöker förutse dina rörelser, men det går inte bra, så du kämpar med exoskeleton, och det orsakar denna förändring i din hjärna som förändrar muskelrekryteringen - och kan orsaka högre krafter på din nedre del, vilket kan leda till smärta och eventuella skador. ”

Exoskeleton och hjärntrötthet, studien:

För studien bad forskare 12 personer-sex män och sex kvinnor-att upprepade gånger lyfta en medicinboll på två 30-minuterspass. Under en av sessionerna bar deltagarna ett exoskelet. För den andra gjorde de inte det.

Exoskeleton, som är fäst vid användarens bröst och ben, är utformat för att hjälpa till att kontrollera hållning och rörelse under lyft för att skydda nedre delen av ryggen och minska risken för skada.

Forskarna använde infraröda sensorer för att utvärdera deltagarnas hjärnaktivitet och mätte kraften på varje deltagares nedre del av ryggen under varje session.

De spårade också antalet gånger varje deltagare kunde lyfta medicinbollen i varje session.

Sedan, i separata sessioner, bad de samma deltagare att utföra samma uppgift - lyfta en medicinboll i 30 minuter, under en session iförd ett exoskelet - men lade till en mental uppgift: De fick deltagarna att subtrahera 13 från ett slumpmässigt tal mellan 500 och 1,000 varje gång de lyfte bollen.

De fann att när deltagarna helt enkelt lyfte och sänkte bollen minskade exoskeletet belastningen på deltagarnas nedre rygg något.

Men när deltagarna fick räkna i huvudet medan de lyfte och sänkte bollen försvann dessa fördelar.

Även om exoskeletonanvändare på en löpande band kanske inte behöver räkna i huvudet, kan någon form av psykisk belastning som psykologisk stress eller instruktioner de måste följa ha samma effekt, sa Marras.

"När vi tittade på vad som hände i hjärnan var det mer konkurrens om dessa resurser i hjärnan," sa Marras.

"Personen gjorde den där mentala matematiken, men hjärnan försökte också ta reda på hur man kan hjälpa kroppen att interagera med exoskeleton, och det förvirrade hur hjärnan rekryterade musklerna för att utföra uppgiften."

När dessa muskler tävlar med varandra fungerade hjärnan mindre effektivt och krafterna på ryggen ökade, fann forskarna.

"Om du är ett företag som spenderar hundratals eller tusentals dollar per exoskelet, finns det en mycket god chans att exoskeletet inte gör något bra för dina anställda," sa Marras.

"Alla exoskelett är inte dåliga, men människor är röriga och alla är olika: Du måste använda exoskelett med viss intelligens och viss förståelse för vad jobbet innebär."

Denna studie genomfördes vid Ohio State's Spine Research Institute, i samarbete med forskare från Texas A&M University. Medförfattare till studien inkluderar Eric B. Weston från Ohio State och Yibo Zhu och Ranjana K. Mehta från Texas A&M.

Läs också:

Ambulans professionell ryggsmärta krig: teknik, kan du hjälpa mig?

Barnhälsovård: Upptäckten av Bambino Gesù-sjukhuset vid barnrehab

Källa:

The Ohio State University