Bolehkah Kuasa Bendalir Memainkan Peranan Dalam Eksoskelet Boleh Dipakai?

Pada Persidangan Inovasi dan Penyelidikan Tenaga Cecair minggu ini, yang diadakan di Hyatt Regency Minneapolis, Profesor Thomas G. Sugar (gambar, di sebelah kiri) Universiti Arizona Arizona membincangkan tren dalam robot yang boleh pakai, dan peluang-peluang apa-apa peranti yang dipegang untuk teknologi kuasa bendalir.

Kunci kepada alat-alat ini, Gula berhujah, adalah semakin ramai manusia hanya mati akibat kerosakan-kita semakin tua apabila ubat telah bertambah baik. Dan juga bagi mereka yang mempunyai penyakit-kata, kanser, penyakit jantung, atau diabetes-sering sukar berjalan, untuk naik dan turun, untuk mengangkat objek.

"Orang ramai semakin tua dan mereka masih mahu berjalan, mereka masih mahu menjadi tangkas," kata Sugar, sambil menyatakan bahawa duduk dipercayai menyumbang kepada penyakit kencing manis, penyakit kardiovaskular, dan risiko yang lebih besar daripada jenis kematian lain. "Kita perlu berjalan, jadi mengapa sistem yang boleh dipakai [diperlukan]. Kita perlu berjalan. "

gulaSugar berkata bahawa asas teknologi untuk pakaian pakai di sini sekarang.

"Kami ada bateri, mikropemproses. Anda akan sentiasa memerlukan penggerak yang lebih baik, tetapi ada sistem di sana. Robot boleh pakai adalah kunci untuk pasaran kesihatan, pasaran yang dibantu, pengeluar, tentera dan rekreasi. "

Sama ada bekerja pada exoskeletons, orthoses, atau prostesis, beliau berkata bahawa pereka perlu membina alat yang berinteraksi dengan lancar dengan pengguna; anda tidak boleh memaksa mereka ke dalam beberapa jenis gerakan. Orang itu harus berjalan dan mempunyai robot "ikut" mereka-anda tidak boleh mengganggu kitaran berjalan atau pergerakan normal. Orang mahu dapat bergerak dengan selesa. Dan exoskelet besar-besaran yang dibayangkan oleh ramai orang bukan realiti dalam masa terdekat, unit-unit yang lebih kecil-idealnya 10 lb atau kurang berat-adalah ideal. Gula mengatakan bahawa dalam ujian, orang yang memakai alat yang lebih besar, dalam julat 16-lb, merasakan mereka berjalan melalui kolam renang atau ia seperti peralatan latihan.

Pasukan gula telah membuat exoskeleton pinggul, dengan peningkatan metabolik 10%. Dia mengatakan bahawa ia sebenarnya 10% lebih mudah untuk dijalankan dengan peranti daripada peranti tidak sama sekali. Mereka mempunyai orang yang berpuasa, juga-12.8 batu sejam. Mereka telah memberi tumpuan kepada sudut fasa untuk membantu menyampaikan kuasa kepada pengguna, melihat halaju dan kedudukan anggota badan.

Gula memperincikan beberapa aspek yang terdapat pada wearables yang sedang dalam pembangunan, termasuk:

• Peranti yang memegang pinggul dan lutut, memaksa orang mengikuti corak berjalan

• Prostetik yang boleh menguji kekakuan dalam pengguna individu dan lagu untuknya

• Peranti khusus untuk amputees (sejumlah besar amputees daripada veteran tentera dan pesakit kencing manis)

• Exoskelet pemulihan yang dilampirkan pada treadmill untuk membolehkan orang berjalan

• Peranti yang membolehkan mangsa strok menjalankan tugas berulang dan membina laluan neural

• Peranti pampasan graviti yang digunakan dengan pesakit dystropi otot

• Boleh pakai yang membolehkan orang tua berjaya keluar dari kerusi

• Sistem otot pneumatik untuk kegunaan pelbagai bantuan

• Sistem hidraulik untuk memungut berat yang besar, sesuai untuk kegunaan pergudangan

• Peranti yang mengikat alat kerja dan mengurangkan beban pengguna, seperti rake yang digunakan untuk meletakkan asfalt

• Alat bantuan tangan yang membolehkan pengguna untuk menggenggam objek dengan lebih baik

• Yang dipanggil kerusi tanpa kerusi, yang membolehkan pengguna untuk jongkok-mereka kemudian mengunci tempat, jadi pengguna boleh bekerja dalam kedudukan yang tidak selesa

• Alat rekreasi, yang membantu dalam ski menggunakan pelantar pneumatik atau hidraulik untuk lutut, dan

• Membantu peranti untuk membolehkan pelari rekreasi berjalan lebih pantas

Gula menegaskan bahawa hayat bateri dan ketahanan komponen adalah kebimbangan utama.

"Tentera mengatakan bahawa mereka mahukan seorang askar untuk berjalan selama lapan jam, jadi kira-kira 5,000 hingga 8,000 langkah. Dengan bateri lithium ion 5-amp, 24-V, kami melakukan lapan jam perjalanan. Anda hanya boleh melakukannya jika anda menyimpan tenaga dengan betul, "katanya. "Kami biasanya menggunakan kira-kira bateri 1-lb, yang memberi anda kira-kira tiga jam hayat, hanya berjalan terus menerus, dan ideanya ialah anda menukar. Itulah masalahnya. Masalah yang lebih besar ialah [dalam sektor swasta], Medicare hanya akan membayar satu pergelangan kaki setiap lima tahun, jadi anda memerlukan peranti yang boleh dilakukan sekitar sepuluh pertunjukan, motor dan bantalan perlu dilakukan sekitar 10 siklus manggung-sehingga siklus hidup adalah kebimbangan terbesar. "

Kedua-dua hidraulik dan pneumatik boleh mencari niche dalam peranti yang boleh dipakai pada tahun-tahun yang akan datang, dan Gula menegaskan bahawa industri harus mempertimbangkan untuk mencari lebih banyak pada robotik lembut, di mana pneumatik adalah jelas pemain kritikal.

"Ada usaha besar untuk ini, untuk melepaskan diri dari alat-alat yang besar, kikuk," katanya.

Dan bagi hidraulik, di mana ia mungkin lebih sesuai untuk mengendalikan beban?

"Masih ada keperluan bagi orang untuk memuat dan membongkar barang. Saya bertemu dengan CEO Walmart di persidangan dua minggu yang lalu, dan dia berkata, 'Baiklah, kita mempunyai semua robot di pusat pengedaran, pusat-pusat pengedarannya yang sempurna dan pengedarannya adalah robot-robot lampu, dan itu pasti di mana kita pergi . Tetapi saya mempunyai 11,000 kedai, dan secara purata, dua trak pergi ke setiap kedai setiap malam, jadi kita terpaksa memunggah 22,000 trak setiap malam-masih lagi ada keperluan untuk manusia di sana. '"