Robotiikka

Tekniikan tulevaisuus: Ihmisen yläpuoliset mekaaniset eksoskeletit

Tekniikan tulevaisuus: Ihmisen yläpuoliset mekaaniset eksoskeletit


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ihmiset ovat käyttäneet mekaanisia etuja tuhansia vuosia hihnapyörillä ja vaihteilla. Milloin saamme vihdoin käyttää "todellista" mekaanista etua, jonka ihmiskehon yliluusto tarjoaa? Tutkitaan tällä hetkellä olemassa olevaa tekniikkaa ja mitä on tulossa.

Exoskeletons tänään

Joten, eksoskeletoneja on olemassa nykyään, mutta ne eivät ole läheskään sitä muotoa, jonka tieteiskirjallisuuden päivät ennustivat. Ne ovat suuria laitteita, jotka voivat vahvistaa ihmisen ominaisuuksia, mutta muuten ovat hitaita ja niillä on rajoitettu teho ja etäominaisuudet. Yritykset käyttävät jo eksoskeletoneja työntekijöidensä kyvyn parantamiseen. Niiden käyttö on kuitenkin pääasiassa torjuttava toistuvasta työstä aiheutuvaa rasitusta sen sijaan, että työntekijät muutettaisiin ihmiskunniksi.

LIITTYVÄT: Kuinka pukeutuva EXOSKELETON-tekniikka voisi muuttaa nykyaikaisen työvoiman

Raytheon on rakentanut yli-inhimillisen eksoskeletonin, joka vahvistaa työntekijän kykyjä. Laite on melko virtaviivainen, mutta se ei suinkaan ole minimalistinen. Se on kytkettävä valtaan, ja sen vasteajat ovat parhaimmillaan puutteellisia. Se on silti ehdottomasti eksoskeletoni, mutta rehellisesti sanottuna sillä ei ole todellista käyttöä.

Maailmanlaajuiset exoskeleton-markkinat kasvavat, kun tekniikka saavuttaa elinkelpoisuuden. Grand View Research ehdottaa, että koko markkinoiden arvo on 3,3 miljardia USD vuoteen 2025 mennessä. Olipa kyseessä sitten valmistus tai sodankäynti, eksoskeletonitekniikalle on merkittävä tarve. Jos tarvetta on niin paljon, niin mikä estää mekaanisia insinöörejä ja suunnittelijoita luomasta toimivaa ja käyttökelpoista exoskeletonia?

Molempia teollisuudenaloja vaivaa suunnilleen sama ongelma exoskeleton-suunnittelussa: Niiden on oltava käyttäjän miellyttäviä käyttää pitkiä aikoja, mutta myös riittävän tehokkaita, jotta olisi järkevää käyttää ensinnäkin.

Tämä on iso tekninen kysymys, kun otetaan huomioon, kuinka paljon voimaa tarvitaan näiden eksoskeletonien voimaansaattamiseen kulloinkin.

Kun tarkastelet yksityistä teollisuutta, merkittävä osa tällä hetkellä kehitetyistä eksoskeletit on tarkoitettu yhdelle tietylle kehon osalle. Tämä on hieno tehtaan työntekijöille, jotka tekevät yhden yksittäisen toistuvan tehtävän uudestaan ​​ja uudestaan. Esimerkiksi työntekijöitä, jotka nostavat laatikoita koko päivän, voi auttaa exoskeleton, joka tukee jalkoja nostettaessa.

Myös teknisiä innovaatioita tehdään. Joidenkin exoskeleton-mallien tarkoituksena on hyödyntää käyttäjän energiaa lataamiseen, kun he eivät käytä eksoskeletonin mekaniikkaa. Tämä voi auttaa vähentämään usein latausaikoja.

Kaupallisesti eksoskeletit tarjoavat valtavia mahdollisuuksia. Palataksemme laatikkonostoesimerkkiin, useimmat työvoimatapaukset keskittyvät kehon nivelen ympärille. Laatikon nostamiseen polvet. Esineiden työntämiseksi tai järjestämiseksi se on hartioiden kyynärpää. Nämä ovat ihmisen toiminnallisesti heikoimpia kohtia, joten eksoskeletonit pyrkivät yleensä parantamaan näitä anatomian alueita ensin.

Pitkällä tähtäimellä katsottuna eksoskeletit ovat siirtymässä vain voimankoneiksi ihmiskeholle ja saattavat muuttua erittäin spesifisiksi koneiksi. Esimerkiksi teoriassa exoskeleton voitaisiin ohjelmoida kouluttamaan käyttäjää siitä, kuinka soittaa pianoa tai rumpuja.

Virta eksoskeletoneille

Ylivoimaisesti suurin asia, joka estää kehittäjiä eksoskelettoneiden tulevaisuudesta, on virtalähde. Koska Tony Starkin kaarireaktoria ei ole olemassa, insinöörit voivat valita käytännössä käytännössä pääasiassa joukon paristoja. Cyberdyne HAL-exoskeleton voi toimia akkuvirralla lähes 3 tuntia. Tämä ei ole merkityksetön aika, mutta se tarkoittaisi, että yksi tehtaan työntekijä tarvitsisi 2 exopukua tai 3 akkulatausta työpäivän selviämiseen. Tämä on kaukana toiminnoista, joita olisimme voineet toivoa. Pakkaaminen niin paljon mehua kuin tarvitaan exoskeletoniin, jotta se kestää koko päivän, ei ole nykyaikaista akkutekniikkaa ajatellen mahdollista.

Exoskeleton-turvallisuuden varmistaminen

Toinen suuri ongelma nykyaikaisessa eksoskeletonitekniikassa löytyy turvaohjauksista. Nämä ovat koneita, jotka on tehty toimimaan hyvin suoraan ihmiskehon kanssa. Jos tehdään jotain, joka aiheuttaa koneen toimintahäiriön, käyttäjälle voi aiheutua vakavia vammoja. Tämä on jättänyt suurimman osan eksoskeletoneista laboratoriotutkimuksiin.

LIITTYVÄT: EXOSKELETONIT auttavat työntekijöitä pysymään turvallisina ja taistelemaan väsymystä

Ei ole epäilystäkään siitä, että additiivisilla ja generatiivisilla suunnittelutekniikoilla on suuri osa exoskeleton-tekniikan tulevaisuudessa. Koska painon alentaminen on tärkeä tekijä niiden suunnittelussa, orgaaninen ristikko ja generatiivinen rakenne voivat auttaa malleja olemaan luonnollisemmin vuorovaikutuksessa ihmisen käyttäjän kanssa.

Tällä hetkellä mekaanisen suunnittelun ala on kehittynyt niin, että eksoskeletonien ongelmat voidaan ratkaista helposti. Kun paristot kutistuvat edelleen ja kykenevät varastoimaan enemmän virtaa, kaupallisten kevyiden eksoskelettien päivät saattavat olla tulossa.

Exoskeletons mahdollistavat vammaiset

Olemme käyttäneet paljon aikaa puhumiseen siitä, kuinka eksoskeletit auttavat työkykyisiä toimimaan paremmin tai nopeammin. Valtava osa eksoskeletonin käytöstä on kuitenkin auttaa halvaantuneita ihmisiä nousemaan ylös ja kävelemään uudelleen.

Koska eksoskeletonit voivat olennaisesti lisätä eksponentiaalisesti ihmisen lihasten voimaa, se tarkoittaa myös sitä, että kun ihmisellä ei ole toimivia ihmisen lihaksia, ne voivat seisoa paikoillaan. Katso alla oleva video, joka sisältää yhden eksoskeletonlaitteen, joka antaa vammaiselle mahdollisuuden kävellä uudelleen.

On selvää, että toiminnallisesti käyttökelpoisille exoskeleton-laitteille on laaja käyttö. Niiden kehitys jatkuu ympäri maailmaa. Vaikka olemme jo alkaneet nähdä tiettyjen exoskeleton-laitteiden käyttöönoton tietyissä tehdas- tai elämäntapaolosuhteissa, ei-niin kaukaisessa tulevaisuudessa voi tulla aika, jolloin kuka tahansa voi ostaa exoskeletonin.

Ehkä voisit siirtyä paikalliseen kodintavarakauppaan ja valita yhden vuokratavaksi päiväksi, kun olet viimeistellyt kodin remontointiprojektin? Robottien eksoskelettien tulevaisuus näyttää valoisalta, ja olen varmaankin innoissani siitä, mitä se tuo.


Katso video: Suomen tulevaisuus, jakso 5: Sähköinen liikenne (Joulukuu 2022).