Робототехніка

Майбутнє інженерії: надлюдські механічні екзоскелети

Майбутнє інженерії: надлюдські механічні екзоскелети


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Люди вже тисячі років користуються механічними перевагами завдяки шківам та шестерням. Коли ми нарешті зможемо використати "справжню" механічну перевагу, яку представляють надлюдські екзоскелети? Давайте розглянемо технологію, яка зараз існує, і що нас чекає.

Екзоскелети сьогодні

Отже, екзоскелети існують і сьогодні, але вони ще далеко не такі, як передбачали часи наукової фантастики. Це громіздкі пристрої, які можуть посилити людські можливості, але в іншому випадку вони повільні та мають обмежену потужність та віддалені можливості. Компанії вже використовують екзоскелети для покращення можливостей своїх робітників. Однак їх використання в основному полягає в боротьбі з напругою від повторюваної роботи, а не з перетворенням робітників на надлюдей.

ПОВ'ЯЗАНІ: ЯК ЗНІСНИЙ ТЕХНОЛОГІЙ EXOSKELETON МОЖЕ ПЕРЕВІРИТИ СУЧАСНІ РОБОЧІ СИЛИ

Raytheon створив надлюдський екзоскелет, який розширює можливості працівника. Пристрій досить обтічний, але він аж ніяк не мінімалістичний. Його потрібно підключити до влади, і час реагування в кращому випадку бракує. Це, безумовно, екзоскелет, але той, який відверто не застосовується в реальному світі.

Світовий ринок екзоскелетів зростає, коли технологія досягає точки життєздатності. Дослідження Grand View припускають, що до 2025 року весь ринок буде оцінений у 3,3 мільярда доларів США. Будь то виробництво чи військові дії, існує суттєва потреба в технологіях екзоскелетів. Якщо так багато потреби, то що стримує інженерів-механіків та дизайнерів від створення функціонального та корисного екзоскелета?

Обидві галузі занепокоєні приблизно однією і тією ж проблемою з дизайном екзоскелету: вони повинні бути зручними для того, щоб оператор носив їх протягом тривалого періоду часу, але також були достатньо ефективними, щоб мати сенс носити спочатку.

Це велика інженерна проблема, якщо врахувати, скільки енергії потрібно для живлення цих екзоскелетів у будь-який момент часу.

Якщо поглянути на приватну галузь, значна частина екзоскелетів, розроблених в даний час, припадає на одну конкретну частину тіла. Це чудово підходить для робітників, які знову і знову виконують одне і те саме повторюване завдання. Наприклад, працівникам, які цілий день піднімають ящики, може допомогти екзоскелет, який підтримує ноги під час підйому.

Однак є також інноваційні інновації. Деякі конструкції екзоскелету спрямовані на використання енергії власника для зарядки, коли вони не використовують механіку екзоскелета. Це потенційно може допомогти зменшити часті часи зарядки.

Комерційно екзоскелети представляють величезний потенціал. Повертаючись до прикладу підйому коробки, більшість випадків праці фокусуються навколо суглоба на тілі. Для підйому коробки це коліна. Для штовхання або розташування предметів це плечі ліктями. Це найслабші місця у функціональному відношенні людини, тому екзоскелети, як правило, прагнуть спочатку покращити ці області анатомії.

Дивлячись на довгострокову перспективу, екзоскелети переходять від того, що вони є просто силовими машинами для людського тіла, і можуть перетворитися на дуже специфічні машини. Наприклад, теоретично екзоскелет можна запрограмувати для навчання користувача тому, як грати на фортепіано або барабанах.

Живлення екзоскелетів

Безумовно, найбільше, що стримує розробників від майбутнього екзоскелетів, - це джерело живлення. Оскільки дугового реактора Тоні Старка не існує, інженерам залишається вибирати переважно з масиву батарей, виходячи з практичності. Екзоскелет Cyberdyne HAL може працювати від батареї майже 3 години. Це не незначна кількість часу, але це означало б, що одному робочому на заводі знадобиться 2 екзокостюми або 3 заряди акумулятора, щоб пройти робочий день. Це далеко від функціональності, на яку ми могли б сподіватися. Упакувати стільки соку, скільки потрібно в екзоскелет, щоб він протримався цілий день, просто неможливо, враховуючи сучасні акумуляторні технології.

Забезпечення безпеки екзоскелетів

Інша основна проблема сучасної технології екзоскелету знаходиться в засобах контролю безпеки. Це машини, створені для безпосереднього взаємодії з людським тілом. Якщо буде зроблено щось, що спричинить несправність машини, користувач може отримати серйозні травми. Це призвело до того, що більшість великих екзоскелетів відійшли на лабораторні дослідження.

ПОВ'ЯЗАНІ: ЕКЗОСКЕЛЕТИ ДОПОМОГАЮТЬ РОБІТНИКАМ БЕЗПЕКИ І БОРУТИСЯ

Немає сумніву, що адитивні та генеративні технології проектування відіграватимуть велику роль у майбутньому технології екзоскелетів. Оскільки зменшення ваги є головним фактором у їх розробці, органічна решітка та генеративне структурування можуть допомогти конструкціям більш природним чином взаємодіяти з користувачем-людиною.

Зараз сфера механічного проектування досягла такої міри, що проблеми, пов'язані з екзоскелетами, легко вирішуються. Оскільки батареї продовжують скорочуватися і ставати здатними накопичувати більше енергії, часи комерційних легких екзоскелетів можуть настати.

Екзоскелети, що дозволяють інвалідам

Ми витратили багато часу на розмови про те, як екзоскелети допоможуть працездатним працювати краще чи швидше. Однак величезна частина використання екзоскелету полягає в тому, щоб допомогти паралізованим людям встати і знову піти.

Оскільки екзоскелети можуть по суті експоненціально збільшити силу людських м'язів, це також означає, що коли у людини не вистачає функціонуючих людських м'язів, вони можуть стояти на місці. Погляньте на відео нижче, де детально описується один екзоскелетний пристрій, який дозволяє інваліду знову ходити.

Очевидно, що існує велика кількість застосувань функціонально корисних екзоскелетних пристроїв. Їх розвиток продовжується по всьому світу. Хоча ми вже починаємо спостерігати, як певні екзоскелетні пристрої впроваджуються за певних заводських обставин або за умов життя, може настати момент у не такому далекому майбутньому, коли кожен може придбати екзоскелет.

Можливо, ви можете перейти до місцевого магазину товарів для дому та вибрати один, щоб взяти його на день, поки закінчуєте проект реконструкції будинку? Майбутнє здається світлим для роботизованих екзоскелетів, і я впевнений, раді, коли побачу, що це принесе.


Перегляньте відео: Футуролог: Скоро мы сможем выходить в интернет, просто закрывая глаза (Грудень 2022).