Akışkan Gücü, Giyilebilir Dış iskeletlerde rol oynayabilir mi?

Hyatt Regency Minneapolis'te düzenlenen bu haftaki Akışkan Gücü İnovasyon ve Araştırma Konferansı'nda Arizona State Üniversitesi'nden Profesör Thomas G. Sugar (resimde solda) giyilebilir robotlardaki eğilimleri ve bu cihazların akışkan gücü teknolojisi için ne gibi fırsatları değerlendirdiğini tartıştı.

Sugar, bu cihazların anahtarının giderek daha fazla insanın çürümekten öldüğünü söylüyor; tıp geliştikçe yaşlanıyoruz. Ve hatta kanser, kalp hastalığı veya diyabet gibi hastalığı olanlar için bile yürümek, kalkmak ve inmek, nesneleri kaldırmak genellikle zordur.

“İnsanlar yaşlanıyor ve hala yürümek istiyorlar, hala çevik olmak istiyorlar,” diyen Sugar, oturmanın diyabet, kardiyovasküler hastalık ve diğer ölüm türlerinin daha büyük risklerine katkıda bulunduğuna inanıldığını belirtti. “Yürümemiz gerekiyor, böylece giyilebilir sistemlere [ihtiyaç duyuluyor]. Yürümemiz gerek. ”

sugarSugar, giyilebilir teknolojilerin temelinin burada olduğunu söyledi.

“Pillerimiz, mikroişlemcilerimiz var. Her zaman daha iyi aktüatörlere ihtiyacınız olacak, ancak orada sistemler var. Giyilebilir robotlar sağlık pazarı, destekli pazar, üreticiler, askeri ve rekreasyon için anahtardır. ”

İster dış iskeletler, ortezler veya protezler üzerinde çalışın, tasarımcıların kullanıcıyla sorunsuz bir şekilde etkileşime giren cihazlar geliştirmesi gerektiğini; onları bir tür harekete zorlayamazsınız. Kişi yürüyebilmeli ve robotun onları takip etmesini sağlamalıdır - yürüyüş döngülerini veya normal hareketi bozamazsınız. İnsanlar rahat hareket edebilmek istiyor. Ve birçok insanın öngördüğü büyük dış iskeletler yakın gelecekte gerçek değildir, daha küçük birimler - ideal olarak 10 lb veya daha az ağırlık - idealdir. Sugar, test sırasında, 16 lb aralığında daha büyük cihazlar giyen insanların bir yüzme havuzundan yürüyormuş gibi hissettiklerini veya bir egzersiz ekipmanı gibi olduğunu söyledi.

Sugar ekibi% 10 metabolik güçlendirme ile kalça dış iskeleti yarattı. Cihazla çalışmanın aslında hiçbir cihazdan% 10 daha kolay olduğunu söyledi. İnsanları da hızlı koşturdular - saatte 12,8 mil. Uzuvların hızına ve konumuna bakarak kullanıcıya güç sağlamaya yardımcı olmak için faz açılarına odaklanıyorlar.

Şeker, şu anda geliştirilmekte olan giyilebilir cihazların sayısız yönlerinden bazılarını detaylandırdı:

• Kalça ve dizlere güç veren, insanları bir yürüyüş modelini izlemeye zorlayan cihazlar

• Bireysel bir kullanıcının sertliğini test edebilen ve ayarlayabilen protezler

• Özel olarak ampüte cihazları (askeri gaziler ve şeker hastalarından çok sayıda ampüte)

• İnsanların yürümesine izin vermek için koşu bantlarına bağlı rehabilitasyon dış iskeletleri

• İnme kurbanlarının tekrarlayan görevleri yapmasına ve bu sinir yollarını oluşturmasına izin veren cihazlar

• Kas distrofisi hastalarında kullanılan yerçekimi dengeleme cihazları

• Yaşlıların koltuklardan başarıyla kalkmasına izin veren giyilebilir cihazlar

• Çeşitli yardımcı kullanımlar için pnömatik kas sistemleri

• Depoculuk amaçlı kullanıma uygun devasa ağırlıkları toplamak için hidrolik sistemler

• Asfalt döşemek için kullanılan tırmık gibi çalışma aletlerine bağlanan ve kullanıcı üzerindeki yükü azaltan cihazlar

• Kullanıcının nesneleri daha iyi kavramasını sağlayan el destek cihazları

• Kullanıcının çömelmesine izin veren sandalyesiz sandalyeler — daha sonra yerine kilitlenirler, böylece kullanıcı başka türlü rahatsız edici bir konumda çalışabilir

• Kayak yapmaya yardımcı olan rekreasyonel cihazlar - dizler için pnömatik veya hidrolik damming cihazları kullanarak ve

• Eğlence koşucularının daha hızlı koşmasına izin veren cihazlara yardım et

Şeker, pil ömrünün ve bileşen dayanıklılığının temel endişeler olduğunu vurguladı.

“Ordu bir askerin sekiz saatlik bir yürüyüş yapmasını istediklerini söyledi, bu yaklaşık 5.000 ila 8.000 adım. 5 amper, 24 V lityum iyon pil ile sekiz saat yürüyüş yapıyoruz. Bunu ancak enerjiyi doğru bir şekilde depolarsanız yapabilirsiniz ”dedi. “Genellikle yaklaşık 1 lb'lik bir pil kullanıyoruz, bu size yaklaşık üç saatlik bir ömür veriyor, sadece sürekli yürüyüş yapıyor ve fikir takas etmeniz. Sorun bu değil. Daha büyük sorun [özel sektörde], Medicare her beş yılda bir sadece bir ayak bileği için ödeme yapacak, bu yüzden yaklaşık on konser yapabilen bir cihaza ihtiyacınız var, motor ve rulmanların yaklaşık 10 gig döngü yapması gerekiyor - bu yüzden yaşam döngüsü en büyük endişe. ”

Hem hidrolik hem de pnömatik, önümüzdeki yıllarda giyilebilir cihazlarda nişler bulabilir ve Sugar, endüstrinin, pnömatiğin açıkça kritik bir oyuncu olduğu yumuşak robotiklere bakmayı düşünmesi gerektiğini vurguladı.

“Büyük, hantal cihazlardan kurtulmak için buna büyük bir baskı var” dedi.

Ve hidrolikler için, yükleri taşımak için daha uygun olabilecek yerler?

“İnsanların bir şeyler yüklemesi ve boşaltması için hala bu ihtiyaç var. Walmart'ın CEO'su ile iki hafta önce bir konferansta tanıştım ve dedi ki, 'Eh, tüm bu robotlar dağıtım merkezlerinde var, mükemmel - ve dağıtım merkezleri ışık robotları ve kesinlikle gidiyoruz. . Ancak 11.000 mağazam var ve her gece ortalama iki kamyon her mağazaya gidiyor, bu yüzden her gece 22.000 kamyonu boşaltmamız gerekiyor - orada hala insanlara ihtiyaç var. ”