De trap is toe aan verbetering, vinden deze wetenschappers. Ze doen een dappere poging.

Vijftien trappen op om eindelijk bij het appartement van je vriend aan te komen… Het liefst neem je dan de lift. Maar dat stemmetje in je hoofd blijft zeggen: psst, het is wel beter voor je als je de trap neemt. Dilemma. Maar als het aan de onderzoekers van het Georgia Tech & Emory University ligt, komt er nu een trap waar je met minder moeite op en af kunt lopen.

Energie

Wanneer je een trap op klautert, wordt de energie van het optillen van je benen omgezet in potentiële energie. Van de trap afgaan, is een ander verhaal. Bovenaan heb je potentiële energie en deze wordt omgezet in beweging en warmte. Hoogleraar biomechanica Karen Liu vond dit laatste maar verspilde energie en zocht naar een manier om deze energie toch te gebruiken.

En dus kwam ze onlangs samen met haar collega’s met een prototype. Elke trede zit vast aan springveren. Wanneer je met deze trap naar beneden loopt, drukt de veer in en wordt de trede met een elektromagnetisch slot vastgezet. De veer houdt de energie vast die anders zou zijn ‘verspild’. Als je vervolgens weer naar boven gaat, voelt de trede het gewicht van het lichaam, gaat het slot open en laat de veer de energie vrij door naar zijn oorspronkelijke stand terug te gaan.

De veer knalt overigens niet in één keer terug, maar doet dit rustig naarmate jij je been optilt. Zo krijg je dus een duwtje in de juiste richting en kost het minder moeite om de trap op te gaan, zo melden de onderzoekers. In het filmpje hierboven zie je hoe de trap werkt. Liu en collega’s denken dat de trap mensen die slecht ter been zijn hiermee helpen.

Gewrichten

Bewegingswetenschapper Mark Onderwater noemt het een simpel, maar slim idee. “Bij het traplopen moet je een hoogte overbruggen wat extra energie kost en een hogere belasting op de gewrichten veroorzaakt. De snelheid waarmee ouderen traplopen, is daarbij laag waardoor er nauwelijks energie ‘opnieuw gebruikt’ wordt en je steeds met een actieve zet omhoog moet komen”, legt Onderwater uit. “De eerste bevindingen geven aan dat mensen daadwerkelijk minder energie gebruiken en de belasting op de gewrichten lager is.”

Een interessant hulpmiddel dus, maar er moet meer onderzoek plaatsvinden voor de daadwerkelijke implementatie van de trap. “Met name gericht op de veiligheid”, vervolgt Onderwater. “Wat gebeurt er bijvoorbeeld wanneer een oudere niet 100 procent scherp is bij een ‘vaste’ trap en deze op- en afloopt met het idee dat hij of zij op een ‘verende’ trap loopt?”

Bovendien lijkt het ons slim om een knop te bevestigen die de veer terug in zijn oorspronkelijke staat zet, zonder dat je eroverheen hoeft lopen. Anders kun je nooit met zijn tweeën de trap op en af. Nog even wat energie in het ontwerp stoppen dus! Gelukkig is dat geen verspilde moeite…

Bronnen: PLOS One, Smithsonian, New Atlas

Beeld: Yun Seong Song et al (2017)

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer (geen verzendkosten). Abonnee worden? Dat kan hier!