Robootika

Inseneritöö tulevik: üliinimlikud mehaanilised eksoskeletid

Inseneritöö tulevik: üliinimlikud mehaanilised eksoskeletid



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.

Inimesed on rihmarataste ja hammasratastega kasutanud tuhandeid aastaid mehaanilisi eeliseid. Millal jõuame lõpuks kasutada "reaalset" mehaanilist eelist, mida pakuvad üliinimlikud eksoskeletid? Uurime praegu seal olevat tehnoloogiat ja seda, mis tulemas on.

Täna eksoskeletid

Niisiis, eksoskeletid eksisteerivad tänapäeval, kuid pole kaugeltki vormis, nagu ennustasid ulmepäevad. Need on mahukad seadmed, mis suudavad võimendada inimeste võimeid, kuid muidu on aeglased ning piiratud võimsuse ja kaugvõimalustega. Ettevõtted kasutavad oma töötajate võimekuse parandamiseks juba eksoskelette. Kuid nende kasutamine on peamiselt suunatud korduva töö koormuse vastu võitlemiseks, mitte töötajate üliinimesteks muutmiseks.

SEOTUD: KUIDAS EXOSKELETONI TEHNOLOOGIA SAAB KAASAEGSE TÖÖJÕU

Raytheon on loonud üleinimese eksoskeleti, mis võimendab töötaja võimeid. Seade on üsna sujuv, kuid pole sugugi minimalistlik. See tuleb võimule siduda ja selle reageerimisajad on parimal juhul puudulikud. See on kindlasti eksoskelett, kuid ausalt öeldes pole seda reaalses maailmas kasutada.

Ülemaailmne eksoskelettide turg kasvab, kui tehnoloogia jõuab elujõulisuse piirini. Grand View Research viitab sellele, et aastaks 2025 hinnatakse kogu turgu 3,3 miljardile dollarile. Olgu selleks siis tootmine või sõjategevus, eksoskeleti tehnoloogia järele on märkimisväärne vajadus. Kui vajadust on nii palju, siis mis takistab mehaanikainseneridel ja disaineritel funktsionaalse ja kasutatava eksoskeleti loomist?

Mõlemat tööstust vaevab laias laastus sama probleem eksoskeleti kujundamisel: need peavad olema operaatorile mugavad pikema aja vältel kandmiseks, aga ka piisavalt tõhusad, et oleks mõtet kandma.

See on suur inseneriprobleem, kui mõelda, kui palju võimsust on nende eksoskelettide toitmiseks igal ajahetkel vaja.

Kui vaadata eratööstust, siis on märkimisväärne osa praegu välja töötatud eksoskelettidest mõeldud ühe kindla kehaosa jaoks. See sobib suurepäraselt vabrikutöölistele, kes teevad ikka ja jälle ühte ainsat korduvat ülesannet. Näiteks töötajatel, kes tõstavad kogu päeva kaste, saab abi eksoskelett, mis tõstmisel jalgu toetab.

Siiski tehakse ka inseneriuuendusi. Mõne eksoskeleti kujunduse eesmärk on rakendada kandja energiat laadimiseks, kui nad ei kasuta eksoskeleti mehaanikat. See võib aidata leevendada sagedasi laadimisaegu.

Äriliselt on eksoskelettidel tohutu potentsiaal. Kui tuua tagasi kasti tõstmise näide, keskendub enamik tööjõu juhtumeid keha liigese ümber. Kastitõstmiseks on need põlved. Objektide tõukamiseks või paigutamiseks on see õlgade küünarnukid. Need on inimese funktsionaalselt kõige nõrgemad kohad, nii et eksoskelettide eesmärk on üldjuhul nende anatoomia piirkondade loomine.

Pikemas perspektiivis on eksoskeletid liikumas inimkeha jaoks lihtsalt jõumasinatena ja võivad muutuda ülimalt spetsiifilisteks masinateks. Näiteks teoreetiliselt võiks eksoskeleti programmeerida kasutajat koolitama, kuidas klaverit või trummi mängida.

Eksoskelettide toiteallikas

Ülekaalukalt suurim asi, mis arendajaid eksoskelettide tuleviku eest hoiab, on jõuallikas. Kuna Tony Starki kaarreaktorit ei eksisteeri, jäävad insenerid praktilisuse põhimõttel valima peamiselt hulga akude hulgast. Cyberdyne HAL eksoskelett võib akutoitel töötada ligi 3 tundi. See ei ole tähtsusetu aeg, kuid see tähendaks, et ühel vabrikutöölisel oleks tööpäeva läbimiseks vaja 2 ekskostüümi ehk 3 akut. See on kaugel funktsionaalsusest, mida võisime loota. Nii palju mahla kui vaja pakendada eksoskeletisse, et see saaks kogu päeva vastu pidada, pole kaasaegset akutehnoloogiat arvestades lihtsalt võimalik.

Eksoskeleti ohutuse tagamine

Kaasaegse eksoskeleti tehnoloogia teine ​​suur probleem on leitud ohutuskontrollis. Need on masinad, mis on loodud väga otse inimese kehaga liidestamiseks. Kui tehakse midagi, mis põhjustab masina talitlushäire, võib kasutaja põhjustada tõsiseid vigastusi. Seetõttu on enamik suuremaid eksoskelette jäetud laboriuuringutele.

SEOTUD: EXOSKELETONID AITAVAD TÖÖTAJATEL TURVALISEKS VÄLJADA

Pole kahtlust, et aditiivsetel ja generatiivsetel disainitehnoloogiatel on eksoskeleti tehnoloogia tulevikus suur osa. Kuna kaalu vähendamine on nende kujunduse peamine tegur, võib orgaaniline võre ja generatiivne struktureerimine aidata disainilahendustel loomulikul viisil kasutajaga suhelda.

Praegu on mehaanilise disaini valdkond arenenud nii kaugele, et eksoskelettidega seotud probleemid on hõlpsasti lahendatavad. Kui akud vähenevad jätkuvalt ja on võimelised rohkem energiat salvestama, võivad kaubanduslike kergekaaluliste eksoskelettide päevad käes olla.

Puuetega inimesi võimaldavad eksoskeletid

Oleme veetnud palju aega sellest, kuidas eksoskeletid aitavad töövõimelistel paremini või kiiremini töötada. Kuid tohutu osa eksoskeleti kasutamisest seisneb selles, et halvatud inimesed aitavad uuesti üles tõusta ja kõndida.

Kuna eksoskeletid võivad inimese lihaste jõudu sisuliselt eksponentsiaalselt suurendada, tähendab see ka seda, et kui inimesel on puudulikud inimese lihased, võivad nad oma kohale seista. Vaadake allolevat videot, kus on üksikasjalikult kirjeldatud üks eksoskeleti seade, mis võimaldab puuetega inimesel uuesti kõndida.

On selge, et funktsionaalselt kasulike eksoskeleti seadmete kasutusalad on ulatuslikud. Nende areng jätkub kogu maailmas. Kuigi oleme juba hakanud nägema, kuidas teatud eksoskeleti seadmeid rakendatakse konkreetsetes tehase- või elustiilioludes, võib mitte nii kauges tulevikus tulla aeg, kus igaüks saab osta eksoskeleti.

Võib-olla võiksite kodu renoveerimisprojekti lõpetades minna oma kohalikku kodukaupade poodi ja valida selle päevaks üürimiseks? Robot-eksoskelettide tulevik näib helge ja ma olen kindlasti põnevil, kui näen, mida see toob.


Vaata videot: Tule, õpi metsatööstust! (August 2022).