Generator ten nie waży więcej niż półtora kilograma, jest on również praktycznie niezauważalny. Para tego rodzaju nakolanników jest w stanie wyprodukować energię o mocy około 5 W, co daje możliwość jednoczesnego naładowania dziesięciu telefonów komórkowych.
Zasada działania generatora przypomina proces zachodzący podczas hamowania samochodów z napędem hybrydowym. W czasie hamowania wyłącza się silnik o spalaniu wewnętrznym, a silnik elektryczny przekształca się w generator i odzyskuje energię kinetyczną samochodu, ładując akumulator.
Podczas robienia kroku najpierw podnosimy i stawiamy na podłoże nogę, a dopiero później prostujemy kolano. Następnie ścięgno podkolanowe (znajdujące się w tylnej części biodra) i związane z nim mięśnie zaczynają pracować, żeby przyhamować nogę przed położeniem jej na ziemię. Właśnie w tym momencie generator rozpoczyna działanie, “odzyskując” energię spożytkowaną na hamowanie nogi. W informacji prasowej uniwersytetu przedstawiono inny przykład: Kiedy uniesiemy rękę nad głowę, a następnie maksymalnie ją rozluźnimy, tak, żeby swobodnie opadła na dół, określone partie mięśni w dalszym ciągu będą kontrolować jej ruch, żeby uniknąć bolesnego uderzenia o stół. Energię wykorzystaną na pracę tych mięśni z powodzeniem można odzyskać.
Naukowcy zapewniają, że zasada działania generatora w żaden sposób nie wpłynie na komfort chodzenia. Testom poddano sześciu mężczyzn, którzy przez godzinę chodzili po zwykłej bieżni z prędkością 2,5-3,5 km/h, określona szybkość marszu nie jest więc wymagana – spacerowy krok wystarczy w zupełności. Zasada działania urządzenia przedstawiona została w filmie na stronie YouTube. Profesor kinezjologii Donelan podkreśla, że generator będzie miał szerokie zastosowanie, a przydatny będzie szczególnie dla tych ludzi, którzy przenośnym źródłom energii zawdzięczają swoje zdrowie czy życie. To nie posiadające jeszcze oficjalnej nazwy urządzenie może być wykorzystywane w celu doładowywania baterii na przykład przez wojskowych czy podróżników podczas dalekich pieszych wędrówek, a także przez ludzi z ortopedycznymi protezami kończyn.
Moc generatora Donelana ustępuje na razie tylko plecakowi stworzonemu przez Lawrence Rome z uniwersytetu w Pensylwanii. Ten ważący 38 kg plecak-generator produkuje podczas marszu z szybkością 3-5 km/h prąd o mocy 7 W. Ulepszona wersja generatora na plecach jest w stanie wytwarzać nawet 20 W mocy, jednak w dalszym ciągu niezbędne jest pakowanie plecaka, aby osiągnął on odpowiedni ciężar. Przy generatorach-nakolannikach taki problem nie występuje.
Inne urządzenia tego typu są w stanie wygenerować zaledwie 1 W, jednak człowiek musi w tym celu spożytkować aż 8 W swojej własnej energii. Natomiast nakolannik potrzebuje zaledwie 1W, żeby zacząć pracować. Do tego nawet ośmiogodzinny spacer jest przyjemniejszy, niż ośmiogodzinne kręcenie rączką prądnicy.
Nie zostało jeszcze wyjaśnione, ile energii traci się podczas chodzenia wskutek noszenia dodatkowego, półtorakilogramowego ciężaru (samych nakolanników). Uczeni mają zamiar udoskonalić wygląd i zmniejszyć wymiary urządzenia, a także przenieść główny ciężar generatora w stronę biodra, żeby podczas chodzenia był on jeszcze lżejszy.
żródło: National Geographic