Китайские и американские инженеры разработали новую версию рюкзака, гасящего инерциальное ускорение груза за счет подвижной подвесной системы и тем самым снижающего затраты на ходьбу и бег. В новом рюкзаке помимо подвеса также установлен трибоэлектрический генератор, конвертирующий движение рюкзака в электричество, которого достаточно для питания 210 светодиодов или пары люминесцентных ламп.

В будущем такой рюкзак можно адаптировать для питания GPS-приемников или спортивных датчиков, рассказывают авторы статьи в ACS Nano.

Во время ходьбы и бега центр масс человека периодически смещается вверх и вниз с каждым новым шагом. Это приводит к естественной нагрузке на ноги, позвоночник и другие части тела, но также нагрузка может возрастать, если человек бежит с рюкзаком. При каждом смещении центра масс тела рюкзак получает соответствующее ускорение, поэтому его вклад в общую нагрузку на тело становится выше, чем в состоянии покоя.

В 2006 году американские инженеры разработали конструкцию рюкзака, гасящего большую часть инерциальной составляющей силы, которой рюкзак воздействует на человека. Главная особенность конструкции, благодаря которой она способна гасить нагрузку, заключается в том, что прилегающая к спине часть с лямками и собственно рюкзак с отделением для груза разделены на отдельные части, связанные подвижным механизмом с эластичными тросами. Благодаря этому при ходьбе или беге центр масс тела все так же перемещается вверх и вниз, а рюкзак в это время остается почти на одной высоте.

В 2018 году изобретатели доработали рюкзак до коммерческого продукта, а в 2020 году другая группа инженеров создала аналогичный по конструкции рюкзак, но с активными элементами, которые анализируют ускорение и смещают рюкзак в нужную сторону, что позволило довести эффективность снижения нагрузки с 86 процентов до 98,5.

Инженеры под руководством Чжун Линь Вана (Zhong Lin Wang) из Технологического института Джорджии и Цзя Чэня (Jia Cheng) из Университета Цинхуа тоже воспользовались конструкцией 2006 года и модифицировали ее для того, чтобы не только гасить нагрузку на человека, но и вырабатывать энергию.