For ikke så lenge siden var barn med en sjelden nevrologisk sykdom i stand til å gå for første gang takket være et nytt roboteksoskjelett. Disse enhetene - som egentlig er robotdrakter som gir kunstig bevegelse til brukerens lemmer - blir en stadig mer vanlig måte å hjelpe folk som ikke kan bruke beina til å gå. Men mens moderne eksoskelett hovedsakelig er klønete, tunge enheter, kan ny teknologi gjøre dem mye enklere å bruke og mer naturlige. Du har sannsynligvis allerede gjettet hvor dette er på vei: kunstlær.
Eksoskelett har vært under utvikling siden 1960-tallet. Det første eksoskelettet var et omfangsrikt sett med ben og klørhansker som bare svakt lignet en Iron Man-drakt. Han måtte bruke kraften i hydraulikk for å hjelpe industriarbeidere med å løfte hundrevis av kilo vekt. Det prosjektet lyktes ikke og fungerte ikke, men alternativene som fulgte ble bedre og bedre. I dag kan folk endelig bruke eksoskelett til delvis å forbedre sine egne evner, lære seg å gå med deres hjelp, eller til og med samhandle med datamaskiner ved hjelp av berørings- eller "taktil" tilbakemelding.
Vanligvis består disse enhetene av en kjede av lenker og styrkeforbindelser som fungerer sammen med en persons egne bein og ledd. Kunstige lemmer er sikkert festet til lemmer til en person og fortsetter bevegelsene. Eksoskelettet kan styres av en datamaskin - for eksempel hvis den utfører en fysioterapirutine - eller ved å overvåke den elektriske aktiviteten i brukerens muskler og støtte kraften de genererer.
Tung og vond
Til tross for et halvt århundre med forskning er eksoskelett fortsatt ikke mye brukt. Dette er i stor grad fordi de var ukomfortable å ha på i lange perioder, ettersom kroppene til mennesker er forskjellige fra kostymer, som er laget som en Procrustean-seng. Noen eksoskelett passer bedre til menneskekroppen, men hvis robotleddene og brukerens virkelige ledd ikke roterer synkront, kan det føre til ubehag eller smerte. Alt dette forsterkes av stivheten til hver del av drakten.
Et annet problem, spesielt med eksoskelett i overkroppen, er vekten, siden de er laget av slitesterke materialer som kan holde tunge vekter og støtte kroppen. Moderne drakter takler heller ikke veldig bra endringer i temperatur eller regn, noe som gjør dem vanskelige å bruke i den virkelige verden. Og folk kan fortsatt ikke bli vant til utseendet.
For å gjøre eksoskelett mer praktisk og behagelig å se på, trenger vi innovasjon: vi må gjøre dem til en "andre hud" i stedet for en gigantisk robotdrakt. Vanligvis bruker eksoskelett tunge elektriske motorer, men lette aktuatorer kan også brukes som pneumatiske muskler. De kan bruke samme innsats som elektriske motorer, bare de vil veie flere ganger mindre. Disse musklene består av en gummiblære omgitt av en vevd erme. Under trykk øker de i diameter og trekker seg sammen, og skyver skjøten. Og selv om de er laget av lette materialer, kan de bruke kraft, noe som er nok til å løfte mange hundre kilo.
Kampanjevideo:
Myk robotikk
Likevel må selv disse lette aktuatorene festes til en stiv mekanisk struktur på brukerens kropp. Forskere ved University of Salfords Center for Autonomous Systems and Robotics utvikler et annet alternativ: soft robotics. Denne teknologien bruker fysisk myke, avanserte materialer for å utføre de samme oppgavene som tradisjonelle stive robotenheter. De er spesielt godt egnet for samhandling med mennesker, ettersom mykt ofte betyr lett og det er mindre sjanse for skade når man treffer en person.
De utviklet nylig en ny "soft continuum drive" som bøyer seg som en elefants koffert. I motsetning til en tradisjonell stiv robotledd som møter motstand i en del av kroppen, vil den bøyes i alle retninger i hele lengden. Ved å bruke en tettsittende dress med slike stasjoner, kan vi ha et mykt eksoskelett som bøyer seg akkurat der brukerens ledd er. Derfor er drakten perfekt egnet for forskjellige brukere uten å måtte justere eller kalibrere den mekanisk. I tillegg er systemet lett og kan brukes som klær i stedet for en klumpete mekanisk ramme.
Eksoskelett begynner å bli markedsført kommersielt, og vi vil sannsynligvis se mange nye ting i årene som kommer. I 2012 fullførte en lammet kvinne ved navn Claire Lomas til og med London Marathon iført eksoskelett. Men det er fortsatt mange tekniske problemer som må løses før vi ser utbredt bruk av slike systemer. I det minste trenger vi en måte å drive disse draktene på uten å måtte plugge dem inn hver halvtime.
ILYA KHEL
