Чи може живильна сила відігравати роль у носимих екзоскелетах?

На цій тижневій конференції з інновацій та досліджень Fluid Power, що відбулася в штаті Міннеаполіс Hyatt Regency, професор Томас Г. Сахар (на фотографії зліва) Державного університету штату Арізона обговорив тенденції в роботі носіїв-роботів, а також які можливості цих пристроїв мали для технологій живлення енергії.

Ключовим фактором цих приладів, стверджував Цукор, є те, що все більше людей просто гине від гниття - ми старіємо, коли медицина покращується. І навіть тим, хто страждає хворобою, скажімо, раком, хворобою серця або діабетом, часто важче ходити, підніматися і підніматися, піднімати предмети.

"Люди старіють, і вони все ще хочуть ходити, вони все ще хочуть бути спритними", - сказав Цукор, зазначивши, що сидіння, як вважається, сприяє розвитку діабету, серцево-судинних захворювань та більшої небезпеки інших видів смертності. «Нам потрібно ходити, так що для чого потрібні носимі системи. Нам потрібно піти ».

sugarSugar сказав, що зараз основи технологій для носіння є тут.

«У нас є акумулятори, мікропроцесори. Вам завжди знадобляться кращі приводи, але там є системи. Носячі роботи є ключовими для ринку охорони здоров’я, ринку сприяння, виробників, військових та відпочинку ».

Працюючи над екзоскелетами, ортезами або протезами, він сказав, що дизайнерам потрібно будувати пристрої, які безперебійно взаємодіють з користувачем; ви не можете змусити їх рухатися до якогось типу. Людина повинна вміти ходити і змусити робота "слідувати" за ними - ви не можете порушити цикли ходи або нормальний рух. Люди хочуть мати можливість зручно пересуватися. І масивні екзоскелети, які багато людей передбачають, не є реальністю найближчим часом, менші одиниці - у вазі 10 фунтів або менше вагою - є ідеальними. Цукар сказав, що під час тестування люди, які носили більші прилади, в діапазоні 16 фунтів, відчували, що вони гуляють по басейну, або що це схоже на предмет обладнання для тренувань.

Команда Цукру створила екзоскелет стегна, з 10% збільшення метаболізму. Він сказав, що насправді на 10% легше працювати з пристроєм, ніж взагалі немає пристрою. У них теж швидко бігали люди - 12,8 миль на годину. Вони зосереджували увагу на фазових кутах, щоб допомогти користувачеві доставляти живлення, дивлячись на швидкість і положення кінцівок.

Цукор детально описував деякі численні аспекти зносу, які зараз розробляються, зокрема:

• Прилади, що живлять стегна та коліна, змушуючи людей дотримуватися схеми ходьби

• Протезування, яке може перевірити жорсткість у окремого користувача та налаштувати його

• Пристрої спеціально для ампутованих (велика кількість ампутованих від військових ветеранів та діабетиків)

• Реабілітаційні екзоскелети, прикріплені до бігових доріжок, щоб люди могли ходити

• пристрої, які дозволяють жертвам інсульту виконувати повторювані завдання та створювати ці нейронні шляхи

• пристрої для компенсації тяжкості, які застосовуються у пацієнтів з м'язовою дистрофією

• Носіння, яке дозволяє літнім людям успішно вставати з крісел

• Пневматичні м’язові системи для різних допоміжних застосувань

• гідравлічні системи для набору величезних ваг, придатних для складування

• Пристрої, що зав'язують робочий інструмент і зменшують навантаження на користувача, наприклад, граблі, що використовується для укладання асфальту

• пристрої, що допомагають вручну, що дозволяють користувачеві краще стискати об’єкти

• Так звані крісла без крісел, які дозволяють користувачеві присідати - вони замикаються на місці, щоб користувач міг працювати в іншому незручному положенні

• Рекреаційні пристрої, які допомагають кататися на лижах - із застосуванням пневматичних або гідравлічних пристроїв для забивання колін та

• Допомога пристроям, щоб швидше бігали рекреаційні бігуни

Цукор наголосив, що тривалість роботи акумулятора та довговічність компонентів є ключовими проблемами.

"Армія сказала, що вони хочуть, щоб солдат пройшов восьмигодинний марш, тож це приблизно від 5000 до 8000 кроків. За допомогою 5-амперного, 24-В літій-іонного акумулятора ми робимо вісім годин в похід. Ви можете це зробити, лише якщо правильно зберігати енергію », - сказав він. "Зазвичай ми використовуємо батарею на 1 фунт, яка дає вам три години життя просто безперервної ходьби. Ідея полягає в тому, щоб ви поміняли місцями. Це не проблема. Більша проблема полягає в [в приватному секторі], Medicare платить лише за одну щиколотку кожні п’ять років, тому вам потрібен пристрій, який може робити близько десяти концертів, мотор і підшипники повинні робити близько 10 циклів гіга - так що життєвий цикл - це найбільша стурбованість ».

І гідравліка, і пневматика можуть знайти ніші в носячих пристроях в найближчі роки, і Сахар підкреслив, що галузі слід розглянути більше уваги на м'яку робототехніку, де пневматика, очевидно, є критичним гравцем.

"У цьому є великий поштовх, щоб відійти від великих, незграбних пристроїв", - сказав він.

А для гідравліки, де вона може бути більш придатною для обробки вантажів?

«Існує ще така потреба, щоб люди завантажували та розвантажували речі. Я зустрівся з генеральним директором Walmart на конференції два тижні тому, і він сказав: "Ну, у нас всі ці роботи в дистриб'юторських центрах, його ідеальні - а центри розподілу - це світла робототехніка, і це, безумовно, куди ми йдемо" . Але в мене є 11000 магазинів, і в середньому по два вантажівки їздять в кожен магазин щовечора, тому нам потрібно вивантажувати 22000 вантажівок щовечора - людям все ще потрібно ».