Güney Kore’deki Chung-Ang Üniversitesi’nde koşmak ve yürümek için geliştirilen bir dış iskelet. Chung-Ang Üniversitesi
Marvel’ın hit karakteri Demir Adam Ancak Robert Downey Jr.’ın mucit Tony Stark’ı canlandırdığı ünlü film serisi zihinlerimizde o kadar çağdaş ve taze ki, karakterin kombinasyonları hala bilim kurgu gibi görünüyor.
Ancak durumun böyle olmadığı ortaya çıktı. Aslında Iron Man’in giydiği türden “dış iskeletlerin” dünyası zaten burada.
Fabrika yükleme iskelelerinde, nakliye operasyon salonlarında ve ağır nesnelerin taşınması gereken diğer alanlarda dolaştığınızda, Iron Man gibilerin giydiği tulumlardan çok da uzak olmayan tulumlar giyen insanları gördüğünüzde şok olabilirsiniz.
İş dünyasında halihazırda uygulanan bir teknoloji
Bu kıyafetler tam olarak kötü adamlara patlayıcı mermiler fırlatarak havada hareket edecek şekilde tasarlanmamıştır. Ancak onların yapabilecekleri, daha doğrusu onları içeriden kontrol eden insanların yapabilecekleri oldukça insanüstüdür.
Bu kıyafetleri giyen işçiler şunları yapabilir: artırmak çok daha ağır nesneler ve yalnızca makinelerin yapabileceği seviyelerde daha uzun süre çalışırlar.
Piller, hidrolikler, teller, lastik bantlar, yaylar veya eldeki göreve en uygun malzeme hangisi olursa olsun güç sağlanan iş, oyun haline geliyor.Birdenbire biz tür olarak robotlarla eşit düzeydeyiz.
Sırt kas yorgunluğunu %86 oranında azaltın
Rakiplerinden öne çıkmak isteyen çoğu şirket için bu, dış iskeletler sayesinde önemli bir verimlilik artışı anlamına geliyor.
Birine göre çalışmakMinimalist bir “exosuit” bile sırt kas yorgunluğunu %86 oranında azalttı. Bu sonuç olarak yaralanma azaltma işyerinde üretkenliğin artması ve sigorta maliyetlerinin azalması.
Hatta bazı dış iskeletler belirli bir uzvun desteklenmesine bile yardımcı olabiliyor. “Demir El” adı verilen eldiven, her parmağa yerleştirilmiş sensörler ve motorlar sayesinde, ağır nesneleri tutarken veya kaldırırken elin gücünü %20 oranında artırabiliyor.
Tam bir kalça salınımı
Sorun şu ki, konu günlük giyime yönelik dış iskeletler olduğunda piyasada fazla bir şey yok. Yiyecek taşımak için giyecek hiçbir şey yok. Yürüyüş için hiçbir şey yok. Eve vardığınızda portmantoya asılabilecek hiçbir şey yok.
Şimdiye kadar.
Güney Kore Chung-Ang Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü’nden Profesör Giuk Lee, muhtemelen dış iskelet dünyasındaki en meşgul insanlardan biri.
“Yürümek doğası gereği üç boyutlu bir aktivitedir”
Eş zamanlı olarak, özellikle kasları bozulan veya zayıflayan ya da ampute olan insanlar için bildiğimiz anlamda hareketlilikte devrim yaratmayı vaat eden biraz farklı iki dış iskelet kıyafetini gösteren iki çalışma yayınladı.
Bu kombinasyonlardan biriHafif kumaş yelek, kemer ve diz boyu botlar gibi Iron Man’le hiçbir ilgisi olmayan unsurlardan oluşan, kablolarla birbirine bağlanan ve pil ve küçük bir motorla çalışan bu model, 3,5 kg gibi etkileyici bir ağırlığa sahip.
Ancak onu öncü bir prototip haline getirebilecek temel özellik, giysinin hareket kolaylığı sağlayacak şekilde nasıl yapıldığıdır.
“Makalemiz, çoğu giyilebilir yürüme yardımcısı robotun yalnızca sagittal düzlemdeki hareketlere odaklandığı gözleminden ilham aldı.” TechXplore’da Lee açıklıyor. (Sajital düzlem baştan ayağa uzunlamasınadır ve vücudu sol ve sağ olmak üzere iki eşit yarıya böler).
“Ancak yürümek doğası gereği üç boyutlu bir aktivitedir ve diğer düzlemlerdeki hareketler de aynı derecede önemlidir” diye ekliyor.
Dış iskelet, yürümenin metabolik maliyetini %11,6 oranında azalttı
Bu nedenle Lee ve ekibi, vücudun ön (ön) yarısını arka (arka) yarısından ayıran ve yürüme sırasında yanal stabilite sağlayan ön düzleme odaklanmaya karar verdi.
Teorileri, doğal bir kalça kaçırma hareketinin kullanılmasının (yani bacağın ileri geri ve vücudun orta hattından uzağa hareket ettirilmesinin) vücudun üstlendiği eforu azalttığı yönündedir.
“İleriye doğru ilerledikçe, vücudumuzun ağırlık merkezi dengeyi korumak için doğal olarak bir yandan diğer yana kayar; bu süreç iyileşme olarak bilinir. Bu iyileşme aşamasında kalçayı abdüksiyon yapan kaslar gerilir. Cihazımız bu kaslara yardımcı olarak hareket etmeyi kolaylaştırır. Kullanıcının daha az çabayla kütle merkezini geri kazanmasına yardımcı oluyor” diye açıklıyor Bay Lee.
Kombinasyonun etkinliği test edildikten sonra sonuçlar ikna edicidir: Dış iskelet, yardımsız normal yürüyüşe kıyasla yürümenin metabolik maliyetini %11,6 oranında azalttı ve bunun daha da artacağına şüphe yok.
Mucize işçilerden
Diğer çalışmalar da benzer adımlar attı. Stanford Üniversitesi, öğrencilerin ortalama %40 daha hızlı yürüyüp %2 daha fazla harcadıkları bir durumu belgeledi. az enerjinin.
Kas atrofisi, ameliyatlar, diz üstü amputasyonlar, Parkinson hastalığı ve diğer tıbbi durumlar nedeniyle hareket sorunu yaşayanlar veya yaşlanan kişiler için bu takım elbiselerin mucizeler yaratabileceği kanıtlanmıştır.
Şimşek hızında koşun
Ancak Lee ve ekibi çözülmesi daha zor olan başka bir soruna kafayı takmış durumda: Koşmak için dış iskelet kullanabilir miyiz?
Benzer ama biraz daha dayanıklı bir takım elbise geliştirdiler. Science Robotics’te anlatıldı, sürücünün uyluklarına bağlanan çelik kablolara bağlı birkaç ek elektrik motoruyla birlikte. Motorlar çalışırken, kasların koşarken yaptığı gibi kabloların genişlemesine ve daralmasına izin veriyorlar.
Ancak araştırmacılar daha büyük bir zorlukla karşı karşıyaydı: Koşmak ve yürümek farklı yürüyüş tarzları gerektiriyordu ve dış iskeletler şimdiye kadar ikisi arasındaki farkı anlamakta zorluk çekiyordu.
Adımın ortasında kullanılan hareketin türünü tespit edebilen bir algoritma
Bu sorunu çözmek için araştırma ekibi, adımın ortasında kullanılan hareketin türünü tespit edip bunu cihaza iletebilen ve daha sonra buna göre uyum sağlayan bir algoritma geliştirdi.
Cihaz, vakaların %99,98’inden fazlasında doğru yürüyüşü tespit edebildi.
Son olarak, araştırma ekibi dokuz erkek koşucuyu (profesyonel değil amatör) donattı ve onlardan takım elbiseli ve kıyafetsiz 200 metrelik bir sprint yapmalarını istedi. Burada da sonuçlar nettir: Ortalama olarak koşucular kıyafetle 0,97 saniye daha hızlıdırlar. MIT Teknolojik İncelemesi tarafından bildirildiği üzere.
burada bir YouTube’da çalışmalarının önizlemesi.
Normalden %15 daha verimli çalışın
Benzer şekilde Stanford’da yapılan bir başka araştırma, öğrencilerin, kaval kemiklerine ve ayak bileklerine takılan motorlu bir çerçeveyi kullanarak koşu bandında normalden yüzde 15 daha verimli koşabildiklerini gösterdi.
Elbette hiç kimse dış iskeletle donatılmış sprinterlerin Olimpiyatlarda yarışmasına izin vermeyecek.
Bu deneyler, Profesör Lee gibi pek çok kişinin, ticarileşene kadar exosuitlerin sınırlarını zorlamaya çalışarak hareketliliği artırma konusunda takıntılı olduğunu gösteriyor.
Artık çalışma veya oyun alanlarında yeni olanaklar açarken, exosuit’lerin spor mağazalarında veya portmantolarımızda asılı olduğunu görebileceğimiz bir döneme çok yaklaştık.
Bu öncü deneyimler bunu başarmamıza yardımcı olacak.
Kaynak : “ZDNet.com”