Etwas Altes ist wieder neu: Alte Chinesen benutzten einst federnde Bambusschulterstangen, um schwere Lasten zu transportieren. Jetzt hat ein Forscher einen federnden Rucksack entwickelt, der beim Gehen elektrische Energie erzeugt und das Tragen schwerer Batterien überflüssig macht. Eine solche tragbare, effiziente Stromquelle könnte besonders für Soldaten, Wissenschaftler oder Hilfskräfte hilfreich sein, die in abgelegenen Gebieten tätig sind.
Gehen erfordert viel mechanische Energie. Von einem Schritt zum nächsten steigt und fällt beispielsweise jede Hüfte etwa 4 bis 7 Zentimeter. Schnallen Sie sich einen schweren Rucksack an, und es ist noch mehr Energie erforderlich – viel davon wird verschwendet. Mit einer starren Packung gibt es keine Möglichkeit, darauf zuzugreifen, sagt der Muskelphysiologe Lawrence Rome von der University of Pennsylvania in Philadelphia. So schuf Rome einen hängenden Rucksack, der diese vertikale Bewegung nutzt.
Rome’s Pack verwendet Federn, um die Last von einem festen Rahmen abzuhängen, so dass sie beim Gehen frei auf und ab fahren kann. Wenn das Paket springt, läuft es periodisch eine Zahnstange über ein Zahnrad, das an einem kleinen Generator am festen Rahmen befestigt ist (siehe Bild), wodurch die mechanische Energie des Gehens in elektrische Energie umgewandelt wird.
Eine 38-Kilogramm-Packung kann maximal etwa 7 Watt erzeugen, wenn der Wanderer hetzt, sagt Rom. Im moderateren Tempo von 5.5 Kilometer pro Stunde, eine 29-Kilogramm-Last kann etwa 4 Watt erzeugen, mehr als genug, um eine Reihe von kleinen tragbaren Geräten gleichzeitig zu betreiben, wie ein Handy, Handheld-GPS, PDA und sogar Nachtsichtbrillen, Rom und Kollegen berichten 9 September in Science.
„Es ist eine clevere Art, Energie im laufenden Betrieb zu haben“, sagt der integrative Physiologe Rodger Kram von der University of Colorado in Boulder. Ein zusätzliches Merkmal des Suspended-Load-Rucksacks ist, dass er nicht nur Strom erzeugt – er scheint auch die metabolische Effizienz des Tragens einer Last mehr als zu verdoppeln, bemerkt Kram. „Es kann also nur ein besserer Rucksack sein.“
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Video des Rucksacks in Aktion (15 MB MPG-Datei, funktioniert in RealOne Player)
Lawrence Romes Website
Rodger Krams Website