Entspannter wandern mit dem Hüpfsack

Gummiband soll Rucksäcke leichter machen

Die notwendigen Auf- und Abbewegungen von Lasten machen das Wandern schwerer. Lässt man die Lasten möglichst frei schwingen, sodass sie die Schrittbewegungen des Wanderers nicht mitmachen müssen, nimmt seine Belastung folglich ab.

Vor etwas mehr als einem Jahr hatten amerikanische Techniker bereits versucht, aus der Bewegungsenergie eines auf dem Rücken getragen Rucksack Strom zu gewinnen ("Einmal hüpfen bitte!"): Ein 38 kg schwerer Rucksack eines Soldaten sollte beim flotten Marsch mit 6,5 km/h sieben bis acht Watt elektrische Energie freisetzen. Das ist genug, um damit einen sparsamen Laptop oder ein kleines Funkgerät zu betreiben, auch wenn die Benutzung in voller Marschgeschwindigkeit schwierig sein dürfte.

Konstruktion eines Rucksacks mit an Gummiseilen beweglich aufgehängter, bei Bedarf arretierbarer Last (Bild: Rome, Flynn, Yoo)

Für den Normalbürger klingen 38 kg auf dem Rücken allerdings ziemlich unangenehm; auch sportliche Rucksackwanderer bevorzugen eher geringere, gesündere und weniger erschöpfende Lasten von 29 oder – für weniger sportliche Wanderer – 20 kg und darunter. Dann lassen sich jedoch nur noch vier bis fünf beziehungsweise zwei bis drei Watt abzapfen. Das lohnt den Aufwand nicht wirklich. Viel größer ist dagegen das Interesse des Wanderers, dass sein Gepäck leichter wird – mit einem zusätzlichen Generator ist dies garantiert nicht der Fall.

Doch verzichtet man auf das eingebaute Hamsterrad im Rucksack und behält nur den Schwungmechanismus bei, so ergibt sich tatsächlich ein angenehmeres Laufen. Natürlich wird der Rucksack auf diese Art nicht leichter, doch dadurch, dass der Träger in seiner vertikal schwingenden Bewegung weniger stark gebremst wird, wenn der Inhalt des Rucksacks ebenfalls frei schwingen kann und sich infolgedessen nicht mit dem Wanderer mitbewegen muss, wird der Rucksack subjektiv als deutlich leichter empfunden.

Schwer ist leicht was

Eine 27 kg schwere Beladung bewegt sich nun nicht mehr mit dem Träger 6,85 cm auf und ab wie in einem starren Rucksack, sondern nur noch 2,65 cm, was 82% geringere an den Schultern und Armen des Trägers reißende Vertikalkräfte zur Folge hat: Sie sinken von 185 auf 30,5 Newton, wie die US-Forscher Lawrence C. Rome, Louis Flynn und Taeseung D. Yoo von dem Bio-Department der University of Pennsylvania und dem Marine Biological Laboratory, Massachusetts in der aktuellen Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature berichten (doi: 10.1038/nature4441023a). Damit wird ein solcher "Hoppel-Rucksack" mit 27 kg Gewicht so empfunden wie ein normaler Rucksack von 21,7 kg. Man kann also vom Gefühl her von der Profi-Wanderer- auf die Spaziergänger-Variante umsteigen, ohne deshalb sein Gepäck reduzieren zu müssen.

Um den Rucksack hüpfen zu lassen, haben die Forscher Gummiseile eingesetzt, wie sie sonst zum Bungee-Springen verwendet werden. Neben dem Komfortgewinn reduziert die schwingende Last auf dem Rücken auch das Risiko von orthopädischen und Muskelverletzungen. Asiatische Händler haben diesen Effekt bereits seit langer Zeit in ähnlicher Form mit elastischen Bambusstangen zum Transport von Waren genutzt.

Die absolute Energieeinsparung beim Läufer ist übrigens deutlich geringer, als der prozentuale empfundene Effekt der Gewichtserleichterung: Sie sinkt von 640 auf 600 Watt. Doch ist dies immer noch ein Vielfaches dessen, was das Militärmodell an Strom aus den Bemühungen des Rucksackträgers gewinnen konnte. Ohne Rucksack würde der Wanderer nur 464 Watt benötigen.

Gut für Kinder und Notfälle

Die Forscher sehen den Nutzen ihrer Entwicklung besonders einerseits bei Rucksäcken für Kinder, die bisher angesichts ihres Gewichts eine deutliche Gefahr für deren Gesundheit darstellten; andererseits bei Einsatzkräften, die so schnell wie möglich mit Hilfsgeräten an den Ort einer Katastrophe gelangen müssen: Mit dem sie entlastenden Rucksack ist es nun möglich, zu rennen, während die Gegenkräfte eines normalen Rucksacks durch zu hohe Belastungen in den Knien und anderen Gelenken derartige Wünsche sehr schnell erlahmen lassen und seinen Träger in einen Marsch herunterzwingen.

Da der schwingende Rucksack in bestimmten Situationen – beispielsweise beim Balancieren über einen schmalen Grat – problematisch sein könnte, lässt sich die Last auch feststellen. Man würde sie dann erst wieder auf freier Strecke lösen und die geringere Belastung genießen. (Wolf-Dieter Roth)