Zasilany egzoszkielet - Powered exoskeleton

Eksponat „żołnierz przyszłości”, zaprojektowany przez Armię Stanów Zjednoczonych

Egzoszkielet wspomagany (znany również jako pancerz mocy , zasilanego zbroi , zasilanego kolorze , cybernetyczny kolorze , cybernetyczny zbroi , exosuit , hardsuit , exoframe lub rozszerzonej mobilności ) jest poręczny mobilna maszyna , który jest zasilany przez system silników elektrycznych , pneumatycznych , dźwignie , hydraulika , czyli połączenie technologii pozwalających na ruch kończyn ze zwiększoną siłą i wytrzymałością. Jego konstrukcja ma na celu zapewnienie podparcia pleców, wyczuwanie ruchu użytkownika i wysyłanie sygnału do silników, które zarządzają przekładniami. Egzoszkielet wspiera ramię, talię i udo oraz wspomaga ruch podczas podnoszenia i trzymania ciężkich przedmiotów, jednocześnie zmniejszając obciążenie pleców.

Egzoszkielet zasilany różni się od egzoszkieletu pasywnego tym, że egzoszkielet pasywny nie jest zasilany przez system silników elektrycznych , pneumatyki , dźwigni , hydrauliki ani kombinacji technologii. Jednak, podobnie jak zasilany egzoszkielet, daje użytkownikowi korzyści mechaniczne. To również wyjaśnia różnicę w stosunku do ortezy . Orteza powinna promować aktywność pracy mięśni i, w najlepszym wypadku, odzyskanie go.

Historia

Najwcześniejszym znanym urządzeniem przypominającym egzoszkielet był aparat wspomagający ruch, opracowany w 1890 roku przez rosyjskiego inżyniera Nicholasa Yagina. Wykorzystywał energię zmagazynowaną w workach ze sprężonym gazem do wspomagania ruchu, chociaż był pasywny i wymagał ludzkiej siły. W 1917 roku amerykański wynalazca Leslie C. Kelley opracował coś, co nazwał pedomotorem, który działał na zasadzie pary ze sztucznymi więzadłami działającymi równolegle do ruchów użytkownika. System ten był w stanie uzupełnić siłę ludzką mocą zewnętrzną.

W latach 60. zaczęły pojawiać się pierwsze prawdziwe „maszyny mobilne” zintegrowane z ludzkimi ruchami. Kombinezon o nazwie Hardiman został opracowany wspólnie przez General Electric i Siły Zbrojne USA . Kombinezon był zasilany przez hydraulikę i elektryczność i wzmacniał siłę użytkownika 25-krotnie, tak że podnoszenie 110 kilogramów (240 funtów) przypominałoby podniesienie 4,5 kilograma (10 funtów). Funkcja zwana sprzężeniem zwrotnym siły umożliwiła użytkownikowi wyczucie sił i manipulowanych obiektów.

Hardiman miał poważne ograniczenia, w tym jego 680-kilogramową (1500 funtów) wagę. Został również zaprojektowany jako system master-slave: operator był w kombinezonie master otoczonym zewnętrznym kombinezonem slave, który wykonywał pracę w odpowiedzi na ruchy operatora. Czas reakcji skafandra niewolnika był powolny w porównaniu do skafandra zbudowanego z jednej warstwy, a błędy powodowały „gwałtowny i niekontrolowany ruch maszyny” podczas jednoczesnego poruszania obiema nogami. Wolna prędkość chodzenia Hardimana wynosząca 0,76 metra na sekundę (2,5 stopy/s lub nieco poniżej 2 mil na godzinę) dodatkowo ograniczyła praktyczne zastosowania, a projekt nie zakończył się sukcesem.

Mniej więcej w tym samym czasie w Instytucie Mihajlo Pupina w Jugosławii opracowano wczesne aktywne egzoszkielety i roboty humanoidalne przez zespół pod kierunkiem prof. Miomira Vukobratovicia . Najpierw opracowano systemy lokomocji na nogach, aby pomóc w rehabilitacji paraplegików. W trakcie opracowywania aktywnych egzoszkieletów Instytut opracował również teorię, która ma pomóc w analizie i kontroli chodu człowieka. Niektóre z tych prac wpłynęły na rozwój nowoczesnych, wysokowydajnych robotów humanoidalnych. W 1972 roku w Belgrade Orthopaedic Clinic przetestowano aktywny egzoszkielet do rehabilitacji paraplegików, który był zasilany pneumatycznie i programowany elektronicznie.

W 1985 roku inżynier z Los Alamos National Laboratory (LANL) zaproponował egzoszkielet o nazwie Pitman, pancerz wspomagany dla piechoty. Projekt zawierał czujniki skanujące mózg w kasku i był uważany za zbyt futurystyczny; nigdy nie został zbudowany.

W 1986 roku egzoszkielet zwany Lifesuit został zaprojektowany przez Monty'ego Reeda, strażnika armii amerykańskiej, który złamał kręgosłup w wypadku ze spadochronem. Podczas rekonwalescencji w szpitalu przeczytał powieść science-fiction Roberta Heinleina Starship Troopers , a jego opis mobilnych kombinezonów piechoty zainspirował Reeda do zaprojektowania wspierającego egzoszkieletu. W 2001 roku Reed rozpoczął pracę nad projektem w pełnym wymiarze godzin, aw 2005 roku nosił 12. prototyp w wyścigu St Patrick's Day Dash w Seattle w stanie Waszyngton. Reed twierdzi, że ustanowił rekord prędkości w chodzeniu w kombinezonach robotów, pokonując 4,8-kilometrowy (3 mil) wyścig ze średnią prędkością 4 kilometrów na godzinę (2,5 mph). Prototyp Lifesuit 14 może przejść 1,6 km (1 mil) na pełnym naładowaniu i podnieść 92 kg (203 funty) dla użytkownika.

Klasyfikacja

Ogólny model klasyfikacji egzoszkieletów.

Ogólna kategoryzacja sugeruje kilka możliwych kategorii egzoszkieletu. Takie kategorie mają ogólne klasy, ze względu na dużą liczbę istniejących egzoszkieletów, i są to struktura, część ciała, na której koncentruje się działanie, działanie, technologia zasilania, cel i obszar zastosowania różniący się w zależności od siebie.

Egzoszkielety są zaprojektowane nie tylko dla określonych części ciała; egzoszkielety mogą być bardziej ogólnie zaprojektowane tylko dla jednej ręki, nogi, a nawet całego ciała. W ten sposób rozdzielenie klas pokazuje, dla których części ciała można zbudować egzoszkielety. Klasa całego ciała odnosi się do egzoszkieletów stworzonych w celu wspomagania wszystkich kończyn lub większości ciała. Górna część ciała odnosi się do egzoszkieletów wykonanych dla kończyn górnych i obejmujących klatkę piersiową, głowę, plecy i/lub ramiona. Kategoria dolnej części ciała odnosi się do egzoszkieletów wykonanych dla kończyn dolnych: ud, podudzi i/lub bioder. Ponadto istnieją zajęcia na określone kończyny i określone stawy. Klasy te obejmują egzoszkielety przeznaczone do kolan, kostki, ręki, ramienia, stopy itp. Dodatkowo istnieje specjalna klasa dla każdego innego egzoszkieletu, który nie został uwzględniony w poprzednich klasach.

Egzoszkielety sztywne to takie, których elementy konstrukcyjne przymocowane do ciała użytkownika wykonane są z twardych materiałów. Do takich materiałów należą metale, tworzywa sztuczne, włókna itp. Z drugiej strony miękkie egzoszkielety, zwane również egzo-kombinezonami, wykonane są z materiałów, które umożliwiają swobodny ruch elementów konstrukcyjnych. Egzostroje są często wykonane z tekstyliów, ale nie tylko.

Kategoria akcji opisuje rodzaj pomocy, jaką egzoszkielet zapewnia użytkownikowi, dzieląc egzoszkielety na akcję aktywną i pasywną. Klasa aktywna obejmuje egzoszkielety, które zapewniają użytkownikowi „aktywną” pomoc; innymi słowy, te egzoszkielety wykonują ruchy bez potrzeby stosowania energii przez użytkownika. Energia potrzebna do wykonania ruchu jest dostarczana z zewnętrznego źródła. Z drugiej strony klasa pasywna obejmuje egzoszkielety, które wymagają od użytkownika wykonania ruchu, aby działał; te egzoszkielety nie mają źródeł zasilania. Użytkownik musi więc wykonać ruch, a podczas jego wykonywania egzoszkielet ułatwia ruch.

Zasilane technologie są podzielone na cztery główne klasy, z jedną konkretną klasą dla hybrydy i jedną dla każdej innej nietypowej technologii zasilania. Cztery główne klasy obejmują siłowniki elektryczne, hydrauliczne i pneumatyczne jako działanie czynne oraz systemy mechaniczne jako działanie bierne.

Przeznaczenie egzoszkieletu określa, do czego będzie on używany. Ta kategoria ma tylko dwie klasy: regenerację i wydajność. Egzoszkielety regeneracyjne służą do rehabilitacji; egzoszkielety wydajności są używane do pomocy.

Ostatnia kategoria obejmuje obszar zastosowań, dla którego został wykonany egzoszkielet. Każdy egzoszkielet może należeć do jednej lub więcej klas. Klasa wojskowa obejmuje dowolny egzoszkielet używany do jakiejkolwiek działalności związanej z armią, marynarką wojenną, lotnictwem lub jakąkolwiek inną gałęzią wojskową. Klasa medyczna obejmuje egzoszkielety zaangażowane w czynności kliniczne lub ogólnie stosowane w dowolnym szpitalu/klinice. Dodatkowo egzoszkielety regeneracyjne są zwykle klasyfikowane w klasie medycznej. Ponadto klasa badawcza obejmuje egzoszkielety, które obecnie znajdują się w fazie rozwoju badań. Klasa przemysłowa, jak sama nazwa wskazuje, obejmuje te egzoszkielety wykonane specjalnie do działalności przemysłowej. Te egzoszkielety charakteryzują się tym, że mogą być używane przez osoby bez żadnych patologii, które chcą uniknąć długotrwałych uszkodzeń fizycznych. Ten opis dotyczy również egzoszkieletów wojskowych. Klasa cywilna jest dla egzoszkieletów regeneracyjnych lub wydajnościowych stworzonych dla ludzi do użytku w ich domach lub przestrzeniach publicznych, pomagając w zadaniach, których ludzie nie mogą tak łatwo wykonać samodzielnie. Wreszcie istnieje klasa dla egzoszkieletów, w której aplikacje nie pasują do żadnej z poprzednich klas.

Egzoszkielet opracowywany przez DARPA

Aplikacje

Steve Jurvetson z kombinezonem z egzoszkieletem Hybrid Assistive Limb , dostępnym na rynku w Japonii

Medyczny

W zastosowaniach medycznych, np. przy całkowitej paraplegii po urazie rdzenia kręgowego , egzoszkielet może stanowić dodatkową opcję dostarczania pomocy, jeśli strukturalne i funkcjonalne właściwości układu nerwowo-mięśniowego i kostnego są zbyt ograniczone, aby można było uzyskać mobilizację za pomocą ortezy . U pacjentów z całkowitą paraplegią (ASIA A) egzoszkielety są interesującą alternatywą dla ortezy w tym kryterium dla wysokości zmian powyżej kręgu piersiowego (T12). U pacjentów z niekompletnym paraplegii (Azja bd) , ortezy jest odpowiedni nawet do uszkodzeń wysokościach powyżej T12 w celu promowania aktywności własnej pacjenta do takiego stopnia, że może być mobilizacja terapeutycznie skuteczne. W przeciwieństwie do ortezy, egzoszkielet przejmuje dużą część aktywnej pracy mięśni. Ponadto zasilane egzoszkielety mogą poprawić jakość życia osób, które straciły sprawność nóg, umożliwiając chodzenie wspomagane systemowo. Egzoszkielety – które można nazwać „robotami do rehabilitacji krokowej” – mogą również pomóc w rehabilitacji po udarze , urazie rdzenia kręgowego lub podczas starzenia. W trakcie opracowywania jest kilka prototypowych egzoszkieletów. Ekso GT, wyprodukowany przez Ekso Bionics, to pierwszy egzoszkielet zatwierdzony przez amerykańską Agencję ds. Żywności i Leków (FDA) dla pacjentów po udarze. Niemieckim Centrum Badań nad Sztuczną Inteligencją opracowała dwa ogólnego przeznaczenia egzoszkielet wspomagany, Capio i VI-bot. Są one wykorzystywane przede wszystkim do teleoperacji. Opracowywana jest również technologia egzoszkieletów, aby zwiększyć precyzję podczas operacji i pomóc pielęgniarkom w przenoszeniu i przenoszeniu ciężkich pacjentów.

Wojskowy

Opracowanie kombinezonu na całe ciało, który spełniałby potrzeby żołnierzy, okazało się wyzwaniem. Defense Advanced Research Projects Agency ( DARPA ) uruchomiła program Wojownik Web we wrześniu 2011 roku i opracowała i sfinansowała kilka prototypów, w tym "miękkim exosuit" opracowanej przez Harvard University „s Wyss Institute . Na początku XXI wieku DARPA sfinansowała pierwszy pełnobudowlany , zasilany prototyp egzoszkieletu Sarcos , który był uruchamiany hydraulicznie i zużywał 6800 watów energii. Do 2010 roku DARPA i Sarcos zmniejszyły to o ponad połowę, do 3000 watów, ale nadal wymagały przywiązania egzoszkieletu do źródła zasilania. Obecnie Sarcos Guardian XO jest zasilany bateriami litowo-jonowymi i ma zastosowanie w wojskowych zastosowaniach logistycznych. W 2019 roku projekt egzoszkieletu US Army TALOS został wstrzymany. Opracowano różne „odchudzone” egzoszkielety do użytku na polu bitwy, mające na celu zmniejszenie zmęczenia i zwiększenie produktywności. Na przykład kombinezon ONYX firmy Lockheed Martin ma na celu wspieranie żołnierzy w wykonywaniu zadań „intensywnych dla kolan”, takich jak pokonywanie trudnego terenu. Grupa Leii Stirling stwierdziła, że ​​egzoszkielety mogą skrócić czas reakcji żołnierzy.

Cywil

Egzoszkielety są opracowywane, aby pomóc strażakom i innym ratownikom wspinać się po schodach z ciężkim sprzętem.

Przemysł

Technologia pasywnego egzoszkieletu jest coraz częściej wykorzystywana w przemyśle motoryzacyjnym w celu zmniejszenia obrażeń pracowników (zwłaszcza w barkach i kręgosłupie) oraz redukcji błędów spowodowanych zmęczeniem. Są również badane pod kątem wykorzystania w logistyce .

Systemy te można podzielić na dwie kategorie:

  • egzoszkielety kończyn górnych do wspomagania ruchów zgięcia i wyprostu barku;
  • egzoszkielety do podparcia lędźwiowego do wspomagania ręcznych zadań podnoszenia.

Aby zapewnić jak najszersze zastosowanie, egzoszkielety przemysłowe muszą być lekkie, wygodne, bezpieczne i minimalnie uciążliwe dla środowiska. W przypadku niektórych zastosowań egzoszkielety z jednym stawem (tj. przeznaczone do wspomagania tylko kończyny zaangażowanej w określone zadania) są bardziej odpowiednie niż kombinezony zasilane na całe ciało. Egzoszkielety zasilane całym ciałem zostały opracowane w celu wspomagania dużych obciążeń w środowisku przemysłowym oraz do specjalistycznych zastosowań, takich jak konserwacja elektrowni jądrowych.

Biomechaniczna skuteczność egzoszkieletów w zastosowaniach przemysłowych jest jednak nadal w dużej mierze nieznana. Firmy muszą przeprowadzić ocenę ryzyka dla miejsc pracy, w których mają być używane egzoszkielety. Instytut Bezpieczeństwa i Higieny Pracy niemieckiego Wypadków Ubezpieczeń Społecznych opracował wstępna ocena ryzyka dla pancerzyków i ich wykorzystania. Ocena bezpieczeństwa opiera się na różnorodnych doświadczeniach obejmujących bezpieczeństwo maszyn, środki ochrony indywidualnej oraz analizę ryzyka obciążeń fizycznych w pracy. Egzoszkielety dostępne na rynku często nie uwzględniają w wystarczającym stopniu aspektów bezpieczeństwa, w niektórych przypadkach pomimo przeciwnych twierdzeń ich producentów.

Produkty

Napędzany

  • Japet Exoskeleton to zasilany egzoszkielet dolnej części pleców do pracy i przemysłu oparty na ustalonych aparatach biernych. Ma na celu przywrócenie zdolności współpracowników, ponieważ opóźnia zmęczenie, łagodzi ból i podąża za ruchami użytkownika.
  • Indego Exoskeleton firmy Parker Hannifin to zatwierdzony przez FDA, zasilany elektrycznie system wsparcia nóg, który pomaga pacjentom z urazami rdzenia kręgowego i chodzeniem po udarze.
  • ReWalk umożliwia ruch bioder i kolan z napędem, aby umożliwić osobom z niepełnosprawnością kończyn dolnych, w tym paraplegią w wyniku urazu rdzenia kręgowego (SCI), samodzielne stanie, chodzenie oraz wchodzenie i schodzenie po schodach. ReStore, prostszy system tego samego producenta, jest przymocowany do jednej nogi, aby pomóc w przekwalifikowaniu chodu i został zatwierdzony przez FDA w 2019 roku.
  • EskoGT firmy Ekso Bionics to zasilany hydraulicznie system egzoszkieletu, który umożliwia paraplegikom stanie i chodzenie o kulach lub chodziku. Został zatwierdzony przez FDA w 2019 roku.
  • Phoenix firmy SuitX to modułowy, lekki i tani egzoszkielet, zasilany przez plecak na baterie, który pozwala paraplegikom chodzić z prędkością do 1,8 km na godzinę (1,1 mph).
  • HAL firmy Cyberdyne to robot do noszenia, który występuje w wielu konfiguracjach. HAL jest obecnie używany w szpitalach japońskich i amerykańskich, a w 2013 roku otrzymał globalny certyfikat bezpieczeństwa.
  • Urządzenie wspomagające chodzenie Hondy to częściowy egzoszkielet, który pomaga osobom z trudnościami w chodzeniu bez wsparcia. Otrzymał powiadomienie przed wprowadzeniem na rynek przez FDA w 2019 roku.
  • Europejska Agencja Kosmiczna opracowała serię ergonomicznych pancerzyków dla robotów teleoperation, w tym EXARM, X-ARM-2 i pancerzyków SAM. Docelową aplikacją jest telemanipulacja robotami podobnymi do astronautów, działającymi w odległym, trudnym środowisku.
  • W 2018 r. hiszpański dostawca egzoszkieletów Gogoa Mobility był pierwszą europejską firmą, która uzyskała zatwierdzenie CE dla swojego zasilanego egzoszkieletu dolnej części ciała HANK do użytku medycznego. Zatwierdzenie CE obejmowało stosowanie HANK do rehabilitacji z powodu urazu rdzenia kręgowego (SCI), nabytego uszkodzenia mózgu (ABD) i chorób neurodegeneracyjnych. W lutym 2020 r. Egzoszkielet na kolano o nazwie Belk również otrzymał aprobatę CE.
  • Roam Robotics produkuje miękki egzoszkielet dla narciarzy i snowboardzistów.
  • Wandercraft produkuje Atalante, pierwszy zasilany egzoszkielet, który pozwala użytkownikom chodzić bez użycia rąk, w przeciwieństwie do większości zasilanych medycznych egzoszkieletów, które wymagają jednoczesnego używania kul.
  • Firma Sarcos zaprezentowała zasilany egzoszkielet na całe ciało, Guardian XO, który może unieść do 200 funtów (91 kg). Ich wersja „Alpha” została zademonstrowana na targach Consumer Electronics Show 2020 z Delta Air Lines .

Projekty wstrzymane/porzucone

  • Human Universal Load Carrier (HULC) firmy Lockheed Martin został porzucony po tym, jak testy wykazały, że noszenie kombinezonu powoduje, że użytkownicy zużywają znacznie więcej energii podczas kontrolowanych spacerów na bieżni.
  • Berkeley dolnych Egzoszkielet (BLEEX) składał się z mechanicznych metalowych klamer nóg, zespołu napędowego i plecaka jak ramki do przenoszenia dużego obciążenia. Technologia opracowana dla BLEEX doprowadziła do powstania Phoenixa firmy SuitX.
  • Projekt z Uniwersytetu w Gandawie , WALL-X, został pokazany w 2013 roku, aby zmniejszyć koszty metaboliczne normalnego chodzenia. Wynik ten osiągnięto dzięki optymalizacji kontroli w oparciu o badanie biomechaniki interakcji człowiek-egzoszkielet.

Ograniczenia i problemy projektowe

Pomoce ułatwiające poruszanie się są często porzucane z powodu braku użyteczności. Główne mierniki użyteczności obejmują to, czy urządzenie zmniejsza energię zużywaną podczas ruchu i czy jest bezpieczne w użyciu. Poniżej wymieniono niektóre problemy projektowe, z którymi borykają się inżynierowie.

Zasilacz

Jednym z największych problemów inżynierów i projektantów zasilanych egzoszkieletów jest zasilanie . Jest to szczególny problem, jeśli egzoszkielet ma być noszony „w terenie”, czyli poza kontekstem, w którym egzoszkielet można przywiązać do źródła zasilania. Baterie wymagają częstej wymiany lub ładowania i mogą grozić wybuchem z powodu niestabilności termicznej. Według Sarcos, firma rozwiązała niektóre z tych problemów związanych z technologią baterii, w szczególności zużyciem, zmniejszając ilość energii wymaganej do obsługi Guardian XO do poniżej 500 watów i umożliwiając wymianę baterii bez wyłączania zasilania. jednostka. Zasilacze silników spalinowych oferują wysoką moc wyjściową, ale problemy obejmują spaliny, ciepło i niemożność płynnej modulacji mocy. Ogniwa wodorowe zostały wykorzystane w niektórych prototypach, ale również cierpią na kilka problemów.

Szkielet

Wczesne egzoszkielety wykorzystywały niedrogie i łatwe do formowania materiały, takie jak stal i aluminium. Jednak stal jest ciężka, a napędzany egzoszkielet musi pracować ciężej, aby pokonać własną wagę, zmniejszając wydajność. Stopy aluminium są lekkie, ale szybko ulegają zmęczeniu. Włókno szklane, włókno węglowe i nanorurki węglowe mają znacznie większą wytrzymałość na wagę. Opracowywane są również „miękkie” egzoszkielety, które mocują silniki i urządzenia sterujące do elastycznej odzieży.

Siłowniki

Pneumatyczny mięsień powietrzny

Wspólne siłowników także sprostać wyzwaniu bycia lekki, ale potężne. Wykorzystywane technologie to m.in. aktywatory pneumatyczne, siłowniki hydrauliczne oraz serwomotory elektroniczne . Elastyczne siłowniki są badane w celu symulacji kontroli sztywności ludzkich kończyn i zapewnienia percepcji dotyku. Mięśni powietrza , vel pleciony siłownik pneumatyczny lub mięśni powietrza McKibben, stosuje się również w celu zwiększenia wrażenia dotykowe.

Wspólna elastyczność

Elastyczność anatomii człowieka jest problemem konstrukcyjnym dla tradycyjnych „twardych” robotów. Kilka ludzkich stawów, takich jak biodra i ramiona, to stawy kuliste i oczodołowe , których środek obrotu znajduje się wewnątrz ciała. Ponieważ nie ma dwóch identycznych osobników, pełne naśladowanie stopni swobody stawu nie jest możliwe. Zamiast tego, połączenie egzoszkieletu jest powszechnie modelowane jako seria zawiasów z jednym stopniem swobody dla każdego z dominujących obrotów.

Elastyczność kręgosłupa jest kolejnym wyzwaniem, ponieważ kręgosłup jest faktycznie stosem stawów kulowych o ograniczonym ruchu. Nie ma prostej kombinacji zewnętrznych zawiasów jednoosiowych, które z łatwością dopasują się do pełnego zakresu ruchu ludzkiego kręgosłupa. Ponieważ dokładne wyrównanie jest trudne, urządzenia często posiadają możliwość kompensacji niewspółosiowości za pomocą dodatkowych stopni swobody.

Miękkie egzoszkielety uginają się wraz z ciałem i rozwiązują niektóre z tych problemów.

Kontrola i modulacja mocy

Skuteczny egzoszkielet powinien wspomagać użytkownika, na przykład zmniejszając energię potrzebną do wykonania zadania. Indywidualne różnice w charakterze, zakresie i sile ruchów utrudniają standardowemu urządzeniu zapewnienie odpowiedniej pomocy we właściwym czasie. Obecnie trwają prace nad algorytmami dostrajania parametrów kontrolnych w celu automatycznej optymalizacji kosztów energii chodzenia. Bezpośrednie sprzężenie zwrotne między ludzkim układem nerwowym a zmotoryzowaną protezą („neuro-ucieleśniony projekt”) zostało również zaimplementowane w kilku głośnych przypadkach.

Dostosowanie do zmian wielkości użytkownika

Ludzie wykazują szeroki zakres fizycznych różnic wielkości zarówno w długości kości szkieletowych, jak i w obwodzie kończyn i tułowia, więc egzoszkielety muszą być przystosowane lub dopasowane do indywidualnych użytkowników. W zastosowaniach wojskowych możliwe jest rozwiązanie tego problemu, wymagając od użytkownika zatwierdzonego rozmiaru fizycznego, aby otrzymać egzoszkielet. Ograniczenia dotyczące rozmiaru ciała występują już w wojsku w przypadku zawodów takich jak piloci samolotów, ze względu na problemy z dopasowaniem siedzeń i urządzeń sterujących do bardzo dużych i bardzo małych osób. W przypadku miękkich egzoszkieletów jest to mniejszy problem.

Zdrowie i bezpieczeństwo

Chociaż egzoszkielety mogą zmniejszyć stres związany z pracą fizyczną, mogą również stanowić zagrożenie. Amerykańskie Centrum Kontroli i Prewencji Chorób (CDC) wezwało do przeprowadzenia badań w celu zajęcia się potencjalnymi zagrożeniami i korzyściami związanymi z tą technologią, zwracając uwagę na potencjalne nowe czynniki ryzyka dla pracowników, takie jak brak możliwości poruszania się w celu uniknięcia upadku przedmiotu i potencjalne upadki z powodu przesunięcie środka ciężkości.

Od 2018 r. Amerykańska Administracja Bezpieczeństwa i Zdrowia w Pracy nie przygotowywała żadnych standardów bezpieczeństwa dla egzoszkieletów. Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna opublikowała standard bezpieczeństwa w roku 2014 i ASTM International działa na standardach ma zostać wydany w 2019 roku poczynając.

Główne wydarzenia

  • Cybathlon - międzynarodowy konkurs, w którym osoby niepełnosprawne ruchowo rywalizują ze sobą o wykonywanie codziennych zadań przy użyciu najnowocześniejszych systemów pomocy technicznej.

fikcyjne wizerunki

Zasilane egzoszkielety pojawiają się w książkach i mediach science fiction jako standardowe wyposażenie kosmicznych marines , górników, astronautów i kolonistów. Przykłady obejmują Tony Stark „s Iron Man garnitur, egzoszkielet robota używanego przez Ellen Ripley walczyć z Xenomorph królową Obcych , a pancerz wspomagany stosowany w Fallout gier serii.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki