Môže fluidná energia hrať úlohu v nositeľných exoskeletónoch?

Na tohtoročnej konferencii o inováciách a výskume v oblasti tekutej energie, ktorá sa konala v Hyatt Regency Minneapolis, diskutoval profesor Thomas G. Sugar (na obrázku vľavo) na Arizonskej štátnej univerzite o trendoch v nositeľných robotoch a o možnostiach, ktoré tieto zariadenia predstavujú pre technológiu tekutej energie.

Kľúčom k týmto zariadeniam je, že Sugar tvrdí, že čoraz viac ľudí jednoducho zomiera na úpadok - starnúce sa zlepšujú, keď sa liek zlepšuje. A dokonca aj pre tých, ktorí majú ochorenie - napríklad rakovinu, ochorenie srdca alebo cukrovku - je často ťažšie chodiť, vstávať a klesať, zdvíhať predmety.

"Ľudia starnú a stále chcú chodiť, stále chcú byť pohybliví," uviedol Sugar s tým, že sa predpokladá, že sedenie prispieva k cukrovke, kardiovaskulárnym chorobám a zvyšuje riziká iných druhov úmrtnosti. „Musíme chodiť, preto sú potrebné nositeľné systémy. Musíme chodiť. “

sugarSugar povedal, že teraz sú tu základy technológií pre nosenie.

„Máme batérie, mikroprocesory. Vždy budete potrebovať lepšie ovládače, ale existujú systémy. Nositeľné roboty sú kľúčové pre trh so zdravím, asistovaný trh, výrobcov, armádu a rekreáciu. “

Či už pracujete na exoskeletónoch, ortézach alebo protézach, uviedol, že návrhári musia stavať zariadenia, ktoré plynule spolupracujú s používateľom; nemôžete ich donútiť do nejakého druhu pohybu. Osoba musí byť schopná chodiť a nechať robota, aby ich „sledoval“ - nemôžete narušiť cykly chôdze alebo normálny pohyb. Ľudia chcú byť schopní pohodlne sa pohybovať. A masívne exoskeletóny, ktoré si mnohí ľudia myslia, nie sú realitou v blízkej budúcnosti, sú ideálne menšie jednotky - ideálne s hmotnosťou 10 libier alebo menej. Sugar povedal, že pri testovaní sa ľudia, ktorí nosili väčšie zariadenia v rozsahu 16 libier, cítili, akoby chodili po bazéne alebo že to bolo ako cvičebné zariadenie.

Sugarov tím vytvoril exoskelet bedra s 10% metabolickým zvýšením. Povedal, že v skutočnosti je o 10% jednoduchšie pracovať so zariadením, ako žiadne zariadenie. Ľudia tiež bežali rýchlo - 12,8 míľ za hodinu. Zameriavajú sa na fázové uhly, ktoré pomáhajú pri dodávaní energie užívateľovi, pri pohľade na rýchlosť a polohu končatín.

Cukor podrobne rozoberal niektoré z mnohých aspektov nositeľných odevov, ktoré sa v súčasnosti vyvíjajú, vrátane:

• Zariadenia, ktoré poháňajú boky a kolená a nútia ľudí sledovať vzor chôdze

• Protetika, ktorá dokáže otestovať tuhosť u jednotlivého používateľa a naladiť ju

• Zariadenia špeciálne pre amputees (veľký počet ampúl od vojenských veteránov a diabetikov)

• Rehabilitačné exoskeletóny pripojené k bežiacim pásom, ktoré umožňujú ľuďom chodiť

• Zariadenia, ktoré umožňujú obetiam mŕtvice cvičiť opakujúce sa úlohy a budovať tieto nervové dráhy

• Zariadenia na kompenzáciu gravitácie, ktoré sa používajú u pacientov so svalovou dystrofiou

• Nositeľné pomôcky, ktoré starším ľuďom umožňujú úspešne vstávať zo stoličiek

• Pneumatické svalové systémy na rôzne pomocné účely

• Hydraulické systémy na zachytávanie veľkých hmotností, vhodné na použitie v skladoch

• Zariadenia, ktoré sa pripájajú k pracovným nástrojom a znižujú zaťaženie používateľa, napríklad hrable, ktorý sa používa na ukladanie asfaltu.

• Ručné pomôcky, ktoré umožňujú používateľovi lepšie uchopiť predmety

• tzv. Stoličky bez kresla, ktoré umožňujú používateľovi drep - potom sa zaistia na svojom mieste, takže používateľ môže pracovať v inak nepríjemnej polohe.

• rekreačné zariadenia, ktoré pomáhajú pri lyžovaní - používajú pneumatické alebo hydraulické tlmiace zariadenia na kolená a

• Pomocné zariadenia umožňujúce bežiacim bežiacim bežať rýchlejšie

Cukor zdôraznil, že životnosť batérie a životnosť komponentov sú kľúčovými problémami.

"Armáda povedala, že chce, aby vojak prešiel osemhodinovým pochodom, takže to je asi 5 000 až 8 000 krokov." S 5-amp, 24-V lítium-iónovou batériou, robíme osem hodín pochodu. Môžete to urobiť iba vtedy, ak správne skladujete energiu, “povedal. „Zvyčajne používame približne 1 lb batériu, ktorá vám poskytuje asi tri hodiny života, nepretržitého chôdze a myšlienka je taká, že ste si ju vymenili. To nie je problém. Väčší problém je [v súkromnom sektore], spoločnosť Medicare bude každých päť rokov platiť iba za jeden členok, takže potrebujete zariadenie, ktoré dokáže robiť približne desať koncertov, motor a ložiská musia robiť približne 10 koncertných cyklov - takže životný cyklus je najväčší záujem. “

V nadchádzajúcich rokoch môžu hydraulika aj pneumatika nájsť výklenky v nositeľných zariadeniach a Sugar zdôraznil, že priemysel by sa mal zamyslieť nad mäkkou robotikou, kde je pneumatika zjavne kritickým hráčom.

"Je tu veľký tlak na to, aby sme sa dostali z veľkých, neohrabaných zariadení," povedal.

A pre hydrauliku, kde môže byť vhodnejšia na manipuláciu s bremenami?

„Stále existuje potreba, aby ľudia veci naložili a vyložili. Stretol som sa s generálnym riaditeľom spoločnosti Walmart pred konferenciou pred dvoma týždňami a povedal: „Všetky tieto roboty máme v distribučných centrách, ich dokonalá - a distribučné centrá sú robotmi na osvetlenie svetla, a to je určite to, kam ideme , Mám však 11 000 obchodov a každú noc v priemere chodia do každej predajne dva kamióny, takže každú noc musíme vyložiť 22 000 nákladných automobilov - stále tu existuje potreba ľudí. ““