Как экзоскелеты могут сделать нас суперменами на работе
Если вы смотрели научно-фантастический боевик «Железный человек», то знаете о специальном скафандре с силовой установкой, который придает его изобретателю Тони Старку сверхчеловеческие силы для борьбы с разными негодяями.
В отличие от вымышленного мира блокбастеров, в реальной жизни роботизированные экзоскелеты выполняют куда более прозаические, но очень полезные функции.
В армии их давно применяют для того, чтобы солдаты могли нести на себе больше снаряжения. Другая сфера применения роботизированных костюмов — медицина. Экзоскелеты возвращают подвижность инвалидам.
И вот теперь дошла очередь до такой обыденной сферы как фабричное производство, где уникальные свойства экзоскелетов оказались как нельзя кстати.
«Экзоскелеты выполняют роль связки между чисто ручным трудом и роботизированными системами. Вы получаете своего рода человеческие мозги в теле робота», — объясняет руководитель исследовательского отдела компании ABI Research Дэн Кара.
«При этом практические преимущества экзоскелетов наглядно видны: в первую очередь это снижение травм на производстве. А ведь хорошо известно, что помимо обычной простуды главной причиной пропуска работы по болезни становятся травмы спины», — добавляет он.
Инвалидам экзоскелеты помогают обрести подвижность
В автомобильной промышленности уже многие годы используют роботов. Однако, как указывает эксперт компании Ford Марти Сметс, у них есть свои ограничения. «На наших предприятиях нужны и роботы, и люди», — говорит он.
Некоторые рабочие на конвейере Ford вынуждены поднимать руки по 4600 раз в день — это около миллиона раз в год. Такого рода повторяющиеся движения часто приводят к болям в спине и шее.
И вот теперь работников двух сборочных заводов Ford в Америке обеспечили устройством EksoVest, разработанным калифорнийской компанией Ekso Bionics. Этот жилет придает каждой руке дополнительную силу для подъема груза в 2,2-6,8 кг, помогая снизить нагрузку на мышцы.
«Невероятно — это единственное слово, которое приходит на ум, — описывает в свое впечатление от этого устройства рабочий конвейера на мичиганском заводе Ford Пол Коллинз. — Оно заметно облегчает мою работу и в течение дня дает дополнительный приток энергии».
В компании говорят, что с началом использования этого устройства количество травм на производстве резко сократилось, и теперь Ford намеревается оснастить такими экзоскелетами свои заводы в Европе и Южной Америке.
Роботизированная рука помогает справиться с тяжелой работой
В настоящее время промышленное применение экзоскелетов относительно невелико. По словам Дэна Кара, в этом году было продано всего несколько тысяч экземпляров. Однако он считает, что потенциально на рынке могут быть востребованы миллионы таких устройств.
Экзоскелеты, которые используются при реабилитации инвалидов, могут стоить по 100 и более тысяч долларов, поскольку они обычно призваны полностью заменить мускулы человека. Однако экзоскелеты для промышленных целей стоят гораздо дешевле — около 5 тыс. долларов.
Как правило, они лишь придают дополнительное усилие мышцам, не заменяя их полностью, и применяются только к одной части тела. Часто им не нужен и внешний источник энергии. Они просто перераспределяют нагрузку, повышая грузоподъемность на 10-20%.
В Японии экзоскелеты применяются для подъема тяжестей на судоверфях и стройплощадках крупных объектов.
В США компания розничной торговли Home Depot для эксперимента выдала экзоскелеты своим сотрудникам, чтобы выяснить, как они могут помочь при разгрузке товаров и их перевозке в торговые залы.
Аэрокосмическая компания Lockheed Martin использует экзоскелет Fortis собственной конструкции, позволяющий работникам намного дольше использовать тяжелые инструменты. Их конструкция позволяет переносить нагрузку с оператора прямо на пол посредством специальных сочленений в бедрах, коленях и лодыжках.
Эти приспособления также помогают снизить вибрацию и крутящий момент, создаваемые тяжелыми инструментами.
Как утверждают в Lockheed Martin, рабочие, пользующиеся этими экзоскелетами, намного меньше утомляются, качество их работы и производительность труда повышаются, а число травм сокращается.
Операторы в экзоскелетах могут дистанционно управлять роботами компании Sarcos
Другие компании производят промышленные экзоскелеты с внешними источниками питания, которые заставляют вспомнить фантастические фильмы. К примеру, фирма Sarcos предлагает сразу три модели, самая крупная из которых — Guardian GT — способна поднимать своими двухметровыми «руками» более 450 кг.
«Я считаю, что экзоскелеты с внешним питанием станут неотъемлемой частью промышленного производства во всем мире. Эти устройства заметно снизят производственные травмы и существенно повысят производительность, — говорит исполнительный директор Sarcos Бен Вулф. — К тому же, эти устройства смогут продлить срок работы стареющего персонала и открыть большему количеству людей рабочие вакансии, ранее доступные только для тех, кто обладал значительной физической силой».
Другие технологии умножения силы выглядят еще более необычно. К примеру, исследователи Школы механики и аэрокосмической техники при Корнеллском университете создали роботизированную «третью руку», которая крепится к локтю оператора. Разработчики утверждают, что она может стать незаменимой для упаковщиков, работников складов и даже сотрудников ресторанов.
«Третья рука помогла бы работникам доставать предметы, не дотягиваясь и не наклоняясь. Это было бы полезно для работы на складах, где нужно что-то доставать с полок», — объясняет один из разработчиков устройства Вигнеш Ватсал.
Она также может пригодиться на сложных производствах, к примеру, на стройплощадке, если нужно закрепить предмет, пока оператор держит обеими руками инструмент.
Подвиги «Железного человека» простому человеку не по плечу даже в экзоскелете
В долгосрочной перспективе стоимость экзоскелетов, по мнению экспертов, будет неуклонно падать, а значит, их можно будет применять все шире.
В итоге ими можно будет пользоваться даже дома. Конечно, нам едва ли когда-нибудь удастся повторить подвиги героев комиксов, но экзоскелеты смогут оказать помощь по хозяйству, будь то небольшой ремонт или работа в саду.
Инфо http://www.bbc.com
