طراحي و ساخت مچ‌پاي هوشمند فعال براي راه رفتن و دويدن از طريق بهينه‌سازي مصرف انرژي و توان

حركت مچ پاي انسان نتيجه تعامل پيچيده بين عصب و ماهيچه ها است. به منظور ايجاد عملكردي مشابه عملكرد عضو واقعي، پروتزهاي مچ پاي زيادي(غيرفعال، نيمه فعال، فعال) طراحي شده اند. اگر از پروتزهاي غيرفعال و نيمه فعال كه تأمين توان خالصي ندارند و عملكردي متفاوت از عضو واقعي دارند بگذريم، بزرگترين چالش پيش رو در پروتزهاي فعال، تأمين توان و انرژي موردنياز به منظور ايجاد رفتاري مشابه رفتار مچ پاي سالم است. تأمين مستقيم اين توان و انرژي، نياز به محرك با گشتاور و توان بالا دارد كه باعث افزايش شديد وزن و اندازه پروتز مي شود. در اين مقاله به منظور كاهش اين انرژي و توان مورد نياز، از طراحي جديد و متفاوتي به صورت تركيب محرك غير فعال (فنر) و محرك فعال (موتور) استفاده مي شود كه وزن موتور موردنياز را به شدت كاهش مي دهد و علاوه بر مد راه رفتن قادر به پشتيباني از مد دويدن تا سرعت ۲.۵ متر بر ثانيه نيز است. مرحله اول اين مقاله شامل مدل سازي مكانيكي مچ پا و بررسي كارايي و مصرف توان و انرژي در تمامي مدل هاي ارائه شده مي باشد.