Ne taip seniai vaikai, sergantys reta neurologine liga, pirmą kartą galėjo vaikščioti naujo robotinio egzoskeleto dėka. Šie prietaisai - iš esmės robotizuoti kostiumai, suteikiantys dirbtinį judėjimą vartotojo galūnėms - tampa vis dažnesniu būdu padėti žmonėms, negalintiems naudoti kojų, vaikščioti. Tačiau nors šiuolaikiniai egzoskeletai dažniausiai yra gremėzdiški, sunkūs prietaisai, naujos technologijos galėtų padaryti juos daug patogesnius ir natūralesnius. Jūs tikriausiai jau atspėjote, kur link tai yra: dirbtinė oda.
Egzoskeletai buvo kuriami nuo 1960-ųjų. Pirmasis egzoskeletas buvo gausus kojų ir nagų rinkinys, kuris tik neaiškiai priminė „Iron Man“kostiumą. Jis turėjo naudoti hidraulikos galią, kad pramonės darbuotojai galėtų pakelti šimtus kilogramų svorio. Tas projektas buvo nesėkmingas ir neveikė, tačiau pasirinktos galimybės tapo vis geresnės. Šiandien žmonės pagaliau gali naudoti egzoskeletus, kad iš dalies sustiprintų savo galimybes, iš naujo išmoktų vaikščioti su jų pagalba ar net bendrautų su kompiuteriais naudodamiesi lietimu ar „lytėjimu“.
Paprastai šie įtaisai susideda iš grandinių grandinės ir tvirtumo jungčių, kurios veikia kartu su paties žmogaus kaulais ir sąnariais. Dirbtinės galūnės yra saugiai pritvirtintos prie žmogaus galūnių ir tęsia jo judesius. Egzoskeletą galima valdyti kompiuteriu, pavyzdžiui, jei jis atlieka kineziterapijos procedūrą, arba stebint elektrinį vartotojo raumenų aktyvumą ir palaikant jų generuojamą jėgą.
Sunkus ir skausmingas
Nepaisant pusės amžiaus tyrimų, egzoskeletai vis dar nėra plačiai naudojami. Taip yra daugiausia dėl to, kad juos ilgą laiką buvo nepatogu dėvėti, nes žmonių kūnai skiriasi nuo kostiumų, kurie gaminami kaip viena Prokrusto lova. Kai kurie egzoskeletai geriau tinka žmogaus kūnui, tačiau jei robotų sąnariai ir tikrieji vartotojo sąnariai nesisuka sinchroniškai, gali atsirasti diskomfortas ar skausmas. Visa tai papildo kiekvienos kostiumo dalies tvirtumas.
Kita problema, ypač susijusi su viršutinės kūno dalies egzoskeletais, yra jų svoris, nes jie yra pagaminti iš patvarių medžiagų, kurios gali išlaikyti didelius svorius ir palaikyti kūną. Šiuolaikiniai kostiumai taip pat nelabai susitvarko su temperatūros pokyčiais ar lietumi, todėl juos sunku naudoti realiame pasaulyje. Ir žmonės vis dar negali priprasti prie savo išvaizdos.
Kad egzoskeletai būtų praktiškesni ir maloniau atrodyti, mums reikia naujovių: mes turime juos padaryti „antrąja oda“, o ne milžinišku robotiniu kostiumu. Paprastai egzoskeletai naudoja sunkius elektrinius variklius, tačiau lengvi pavaros taip pat gali būti naudojami kaip pneumatiniai raumenys. Jie gali dėti panašias pastangas kaip elektriniai varikliai, tik jie sveria kelis kartus mažiau. Šie raumenys susideda iš guminės pūslės, apsuptos austa rankove. Esant slėgiui, jie padidina skersmenį ir susitraukia, stumdami jungtį. Nors jie pagaminti iš lengvų medžiagų, jie gali pritaikyti jėgą, kurios pakanka pakelti daug šimtų kilogramų.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Minkšta robotika
Net ir šios lengvos pavaros turi būti pritvirtintos prie standžios mechaninės konstrukcijos ant vartotojo kūno. Salfordo universiteto Autonominių sistemų ir robotikos centro mokslininkai kuria dar vieną alternatyvą: minkštą robotiką. Ši technologija naudoja fiziškai minkštas, pažangias medžiagas, kad atliktų tas pačias užduotis kaip ir tradiciniai standūs robotai. Jie ypač gerai tinka bendrauti su žmonėmis, nes minkštas dažnai reiškia šviesą, o smūgiuojant į žmogų yra mažesnė traumų tikimybė.
Neseniai jie sukūrė naują „minkštą nuolatinį pavarą“, kuris lenkiasi kaip dramblio bagažinė. Skirtingai nuo tradicinio standaus roboto sąnario, susidūręs su pasipriešinimu vienoje kūno dalyje, jis per visą ilgį lankstysis į visas puses. Dėvėdami aptemptą kostiumą su tokiomis pavaromis, galėtume turėti minkštą egzoskeletą, kuris lenktųsi tiksliai ten, kur yra jo sąnariai. Todėl kostiumas puikiai tinka skirtingiems dėvėtojams, nereikia jo mechaniškai sureguliuoti ar kalibruoti. Be to, sistema yra lengva ir gali būti dėvima kaip drabužis, o ne stambus mechaninis rėmas.
Egzoskeletai pradedami prekiauti komerciniais tikslais ir tikėtina, kad ateinančiais metais pamatysime daug naujų dalykų. 2012 metais paralyžiuota moteris Claire Lomas net Londono maratoną įveikė vilkėdama egzoskeletą. Tačiau vis dar yra daugybė inžinerinių iššūkių, kuriuos reikia išspręsti, kol pamatysime, kad tokios sistemos plačiai naudojamos. Mums bent jau reikia būdų, kaip maitinti šiuos kostiumus, nereikia jų kišti kas pusvalandį.
ILYA KHEL