Robotikk

Fremtiden for ingeniørfag: overmenneskelige mekaniske eksoskeletter

Fremtiden for ingeniørfag: overmenneskelige mekaniske eksoskeletter


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Mennesker har brukt mekaniske fordeler i tusenvis av år med trinser og tannhjul. Når får vi endelig bruke den "virkelige" mekaniske fordelen som overmenneskelige eksoskeletter gir? La oss undersøke teknologien for øyeblikket og hva som kommer.

Eksoskelett i dag

Så eksoskeletter eksisterer i dag, men er ikke i nærheten av den formen som science fiction-tidene forutså. De er klumpete enheter som kan forsterke menneskelige evner, men ellers er treg og har begrenset kraft og eksterne funksjoner. Bedrifter bruker allerede eksoskelett for å forbedre kapasiteten til sine arbeidere. Imidlertid er deres bruk hovedsakelig for å bekjempe belastning fra repeterende arbeid i stedet for å transformere arbeidere til overmennesker.

RELATERT: HVORDAN BÆRBAR EXOSKELETON-TEKNOLOGI KAN TRANSFORMERE DEN MODERNE ARBEIDSKRAFTEN

Raytheon har bygget et overmenneskelig eksoskelett som forsterker arbeiderens evner. Enheten er ganske strømlinjeformet, men den er på ingen måte minimalistisk. Det må være koblet til makten, og responstiden mangler i beste fall. Det er fortsatt absolutt et eksoskelett, men en som ærlig talt ikke har noen bruk i den virkelige verden.

Det globale eksoskelettmarkedet vokser ettersom teknologien når et levedyktighetspunkt. Grand View Research antyder at hele markedet vil bli verdsatt til 3,3 milliarder dollar innen 2025. Enten det er produksjon eller krigsbekjempelse, er det et betydelig behov for eksoskelettteknologi. Hvis det er så mye behov, hva hindrer mekaniske ingeniører og designere i å skape et funksjonelt og brukbart eksoskelett?

Begge bransjene er plaget av omtrent det samme problemet med eksoskelettdesign: de må være komfortable for operatøren å bruke i lengre perioder, men også være effektive nok til å være fornuftig å bruke i utgangspunktet.

Dette er et stort teknisk spørsmål når du vurderer hvor mye strøm som trengs for å drive disse eksoskelettene til enhver tid.

Når du ser på den private industrien, er en betydelig del av eksoskelettene som for øyeblikket er utviklet for en bestemt del av kroppen. Dette er flott for fabrikkarbeidere som gjør en enestående repetitiv oppgave om og om igjen. For eksempel kan arbeidstakere som løfter bokser hele dagen bli hjulpet av et eksoskelett som støtter bena når de løftes.

Det er imidlertid ingeniørinnovasjoner som blir gjort. Noen design av eksoskelett tar sikte på å utnytte brukerens energi til lading når de ikke bruker eksoskelettets mekanikk. Dette kan potensielt bidra til å redusere hyppige ladetider.

Kommersielt utgjør eksoskelett et enormt potensiale. Når vi trekker tilbake til boksehevingseksemplet, fokuserer de fleste arbeidsforekomster rundt en ledd på kroppen. For bokløfting er det knærne. For å skyve eller ordne gjenstander er det skuldrene albuene. Dette er menneskets svakeste punkter funksjonelt, så eksoskeletter vil generelt ha som mål å øke disse anatomiområdene først.

Når man ser ut på lengre sikt, beveger eksoskelett seg fra å være bare tvangsmaskiner for menneskekroppen og kan forvandle seg til svært spesifikke maskiner. I teorien kan for eksempel et eksoskelett være programmert for å trene brukeren i hvordan man spiller piano eller trommer.

Drift av eksoskelettene

Den absolutt største tingen som holder utviklere fra fremtiden for eksoskelett, er strømkilden. Siden Tony Starks buereaktor ikke eksisterer, står ingeniører til å velge hovedsakelig fra en rekke batterier, basert på praktisk bruk. Cyberdyne HAL-eksoskelettet kan kjøre på batteristrøm i nesten 3 timer. Dette er ikke ubetydelig tid, men det vil bety at en fabrikkarbeider trenger 2 exo-dresser, eller 3 batteriladninger, for å komme gjennom en arbeidsdag. Dette er langt fra funksjonaliteten vi kanskje hadde håpet på. Å pakke så mye juice som trengs i et eksoskelett for å la det vare hele dagen, er bare ikke mulig med tanke på moderne batteriteknologi.

Sikre eksoskelett sikkerhet

Det andre store problemet med moderne eksoskelettteknologi finnes i sikkerhetskontroller. Dette er maskiner laget for å grensesnitt veldig direkte med menneskekroppen. Hvis noe gjøres som forårsaker en funksjonsfeil i maskinen, kan det føre til alvorlige skader på brukeren. Dette har gjort at de fleste større eksoskelettene er henvist til laboratoriestudier.

RELATERTE: EXOSKELETONS HJELPER ARBEIDERE BLIR SIKKER OG KAMPER UTSLAP

Det er ingen tvil om at additive og generative designteknologier vil spille en stor rolle i fremtiden for eksoskelettteknologi. Siden vektreduksjon er en viktig faktor i designen, kan organisk gittering og generativ strukturering hjelpe design til å grensesnitt mer naturlig med den menneskelige brukeren.

Akkurat nå har feltet for mekanisk design utviklet seg til et punkt at problemene som presenteres med eksoskeletter er lett løst. Ettersom batteriene fortsetter å krympe og bli i stand til å lagre mer strøm, kan dagene med kommersielle lette eksoskeletter være over oss.

Eksoskeletter som muliggjør funksjonshemmede

Vi har brukt mye tid på å snakke om hvordan eksoskelett vil hjelpe funksjonshemmede til å jobbe bedre eller raskere. Imidlertid ligger en stor del av eksoskelettbruken i å hjelpe lammede mennesker å reise seg og gå igjen.

Siden eksoskelett i det vesentlige kan øke kraften til menneskelige muskler, betyr det også at når et menneske har mangel på fungerende menneskelige muskler, kan de stå på plass. Ta en titt på videoen nedenfor som beskriver en eksoskelett-enhet som lar en funksjonshemmet gå igjen.

Det er tydelig at det er et omfattende antall bruksområder for funksjonelt nyttige eksoskelett-enheter. Deres utvikling fortsetter over hele kloden. Mens vi allerede begynner å se at visse eksoskelett-enheter implementeres i spesifikke fabrikk- eller livsstilsforhold, kan det komme en tid i en ikke så fjern fremtid der hvem som helst kan kjøpe et eksoskelett.

Kanskje du kan svinge over til den lokale butikken for hjemmevarer og velge en for å leie for dagen mens du er ferdig med et renoveringsprosjekt? Fremtiden virker lys for eksotiske skjeletter, og jeg er absolutt spent på å se hva den gir.


Se videoen: Karrierefilm - Ingeniør i Elektronik, SDU Odense Cabinplant (Juli 2022).


Kommentarer:

  1. Napayshni

    I det er noe. Jeg vil vite, mange takk for en forklaring.

  2. Payden

    Du har absolutt rett. I det er noe, og det er utmerket tanke. Jeg støtter deg.

  3. Kedal

    Du har ikke rett. Jeg er sikker. Vi vil diskutere det. Skriv i PM, vi skal snakke.

  4. Jabbar

    Jeg kan foreslå å komme på et nettsted der det er mange artikler om et tema som interesserer deg.



Skrive en melding