Robotte

Die toekoms van ingenieurswese: bomenslike meganiese eksoskeletone

Die toekoms van ingenieurswese: bomenslike meganiese eksoskeletone

Mense gebruik al duisende jare meganiese voordele met katrolle en ratte. Wanneer kry ons uiteindelik die 'regte' meganiese voordeel wat bo-menslike eksoskeletjies bied? Kom ons ondersoek die tegnologie wat tans daar is en wat kom.

Eksoskeletjies vandag

Daar bestaan ​​dus vandag eksoskelette, maar is nie naastenby die vorm wat die dae van die wetenskapfiksie voorspel het nie. Dit is lywige toestelle wat menslike vermoëns kan vergroot, maar andersins stadig en het beperkte krag- en afstandsvermoë. Maatskappye gebruik reeds eksoskeletjies om hul werknemers se vermoëns te verbeter. Die gebruik daarvan is egter hoofsaaklik om spanning van herhalende werk te bestry eerder as om werkers in supermense te omskep.

VERWANTE: HOE DRAAGBARE EXOSKELETON-TEGNOLOGIE DIE MODERNE WERKMAG KAN TRANSFORMEER

Raytheon het 'n bomenslike eksoskelet gebou wat die werker se vermoëns versterk. Die toestel is redelik vaartbelyn, maar dit is geensins minimalisties nie. Dit moet aan die krag gekoppel word en die reaksietye ontbreek op sy beste. Dit is nog steeds beslis 'n eksoskelet, maar een wat eerlikwaar geen werklike gebruik het nie.

Die wêreldwye eksoskeletmark neem toe namate die tegnologie 'n lewensvatbaarheidspunt bereik. Grand View Research stel voor dat die hele mark teen 2025 op 3,3 miljard dollar gewaardeer sal word. Of dit nou vervaardiging of oorlogsgevegte is, daar is 'n beduidende behoefte aan eksoskelettegnologie. As daar soveel behoefte is, wat weerhou meganiese ingenieurs en ontwerpers daarvan om 'n funksionele en bruikbare eksoskelet te skep?

Beide bedrywe word gekniehalter deur ongeveer dieselfde probleem met die ontwerp van die eksoskelet: hulle moet gemaklik wees om die operateur vir lang tydperke te dra, maar ook effektief genoeg wees om in die eerste plek sinvol te wees.

Dit is 'n groot ingenieursvraagstuk as u in ag neem hoeveel krag nodig is om hierdie eksoskelet op enige tydstip aan te dryf.

As u na die private bedryf kyk, is 'n beduidende deel van die eksoskelet wat tans ontwikkel word, vir een spesifieke deel van die liggaam. Dit is ideaal vir fabriekswerkers wat eenmalige herhalende taak doen. Werkers wat die hele dag bokse oplig, kan byvoorbeeld gehelp word deur 'n eksoskelet wat die bene ondersteun wanneer dit oplig.

Daar word egter ook ingenieursinnovasies gemaak. Sommige eksoskeletontwerpe is daarop gemik om die draer se energie te benut om te laai as hulle nie die meganika van die eksoskelet gebruik nie. Dit kan moontlik help om gereelde laadtye te verminder.

Kommersieel hou exoskeletons 'n groot potensiaal in. Terug na die voorbeeld van die boksopheffing, fokus die meeste arbeidsgevalle rondom 'n gewrig op die liggaam. Dit is die knieë om vir boks te lig. Om voorwerpe te stoot of te rangskik, is dit die elmboë van die skouers. Dit is funksioneel die swakste punte van die mens, en eksoskeletons sal in die algemeen daarop gemik wees om eers hierdie streke van anatomie te bevorder.

As langtermyn-uitkykers gekyk word, beweeg hulle van net kragmasjiene vir die menslike liggaam en kan dit in baie spesifieke masjiene verander. In teorie kan 'n eksoskelet byvoorbeeld geprogrammeer word om die gebruiker op te lei om klavier of tromme te speel.

Die krag van die eksoskelet

Die grootste ding wat ontwikkelaars van die toekoms van eksoskeletone weerhou, is die kragbron. Aangesien Tony Stark se boogreaktor nie bestaan ​​nie, kan ingenieurs hoofsaaklik uit 'n verskeidenheid batterye kies, gebaseer op die praktiese gebruik. Die Cyberdyne HAL-eksoskelet kan byna 3 uur op batterykrag werk. Dit is nie 'n onbeduidende hoeveelheid tyd nie, maar dit sou beteken dat een fabriekswerker 2 eksotiese kostuums, of 3 batteryleid, benodig om 'n werkdag deur te kom. Dit is ver van die funksionaliteit waarop ons dalk gehoop het. Om soveel sap as wat nodig is in 'n eksoskelet te verpak om die hele dag te laat duur, is net nie haalbaar nie, gegewe moderne batterytegnologie.

Versekering van die veiligheid van die eksoskelet

Die ander groot probleem met moderne eksoskelettegnologie kom voor in veiligheidskontroles. Dit is masjiene wat gemaak is om baie direk met die menslike liggaam te skakel. As daar iets gedoen word wat 'n wanfunksie in die masjien veroorsaak, kan die gebruiker ernstige beserings veroorsaak. Dit het die meeste groter eksoskeletjies na laboratoriumstudies laat verwys.

VERWANTE: EXOSKELETONS HELP WERKERS Bly veilig en veg moegheid

Dit is geen twyfel dat additiewe en generatiewe ontwerptegnologieë 'n groot rol sal speel in die toekoms van eksoskelettegnologie nie. Aangesien gewig verminder is 'n belangrike faktor in hul ontwerp, kan organiese traliewerk en generatiewe strukturering help om ontwerpe natuurliker met die menslike gebruiker te skakel.

Op die oomblik het die veld van meganiese ontwerp ontwikkel tot 'n punt dat die probleme met eksoskelet maklik opgelos kan word. Aangesien batterye steeds krimp en meer krag kan stoor, kan die dae van kommersiële liggewig-eksoskeletjies aanbreek.

Eksoskelette wat gestremdes in staat stel

Ons het baie tyd daaraan bestee om te praat oor hoe eksoskeletjies die werksaames beter of vinniger sal help. 'N Groot deel van die gebruik van eksoskelet lê egter daarin om verlamde mense te help om op te staan ​​en weer te loop.

Aangesien eksoskelette die krag van menslike spiere in wese eksponensieel kan verhoog, beteken dit ook dat wanneer 'n mens 'n gebrek aan funksionerende menslike spiere het, hulle op hul plek kan staan. Kyk na die video hieronder wat een eksoskeletapparaat beskryf wat 'n gestremde weer laat loop.

Dit is duidelik dat daar 'n uitgebreide aantal gebruike is vir funksionele eksoskeletapparate. Hul ontwikkeling gaan oor die hele wêreld voort. Alhoewel ons reeds begin sien dat sekere eksoskelettoestelle in spesifieke fabrieks- of lewenstylomstandighede geïmplementeer word, kan daar in die nie-verre toekoms 'n tyd kom dat iemand 'n eksoskelet kan koop.

Miskien kan u na u plaaslike winkel vir huishoudelike goedere gaan en een gaan haal om vir die dag te huur terwyl u 'n projek vir die huisvernuwing voltooi het? Die toekoms lyk helder vir robuuste eksoskeletjies, en ek is seker opgewonde om te sien wat dit meebring.


Kyk die video: What a holiday today for July 24, 2019 (Junie 2021).