Mitte nii kaua aega tagasi said haruldase neuroloogilise haigusega lapsed esimest korda tänu uuele robot-eksoskeletile kõndida. Need seadmed - mis on sisuliselt robotülikonnad, mis annavad kasutaja jäsemetele kunstliku liikumise - on muutumas üha tavalisemaks viisiks, kuidas aidata inimestel, kes ei saa jalgu kasutada, kõndida. Kuid kui tänapäevased eksoskeletid on enamasti kohmakad, rasked seadmed, võivad uued tehnoloogiad muuta nende kasutamise palju lihtsamaks ja loomulikumaks. Ilmselt olete juba aimanud, kuhu see suundub: võltsnahk.
Eksoskeleteid on arendatud alates 1960. aastatest. Esimene eksoskelett oli mahukas komplekt jalgu ja küüniseid kindaid, mis sarnanesid vaid ähmaselt Raudmehe ülikonnaga. Ta pidi kasutama hüdraulika jõudu, et aidata tööstustöölistel sadu kilogramme raskust tõsta. See projekt oli ebaõnnestunud ja ei töötanud, kuid järgnevad valikud muutusid aina paremaks. Tänapäeval saavad inimesed lõpuks kasutada eksoskeleteid, et oma võimeid osaliselt täiendada, nende abiga uuesti kõndima õppida või isegi arvutitega suhelda, kasutades puutetundlikku või "kompimis" tagasisidet.
Tavaliselt koosnevad need seadmed lülide ahelast ja tugevusliigenditest, mis töötavad paralleelselt inimese enda luude ja liigestega. Kunstjäsemed on inimese jäsemete külge kindlalt kinnitatud ja jätkavad tema liikumist. Eksoskeletti saab kontrollida arvuti abil - näiteks kui see teostab füsioteraapiat - või jälgides kasutaja lihaste elektrilist aktiivsust ja toetades nende tekitatud jõudu.
Raske ja valus
Vaatamata poolesaja aasta pikkustele uuringutele ei kasutata eksoskelette endiselt laialdaselt. Seda suuresti seetõttu, et neid oli pikka aega ebamugav kanda, kuna inimeste keha erineb kostüümidest, mis on tehtud ühe Procrusteani voodina. Mõni eksoskelett sobib paremini inimese kehaga, kuid kui robotliigesed ja kasutaja tegelikud liigesed ei pöörle sünkroonselt, võib see põhjustada ebamugavust või valu. Kõigele sellele lisandub kostüümi iga osa jäikus.
Teine probleem, eriti ülakeha eksoskelettide puhul, on nende kaal, kuna need on valmistatud vastupidavatest materjalidest, mis mahutavad suuri raskusi ja toetavad keha. Ka kaasaegsed ülikonnad ei tule temperatuuri või vihma muutustega kuigi hästi toime, mistõttu on neid reaalses maailmas keeruline kasutada. Ja inimesed ei suuda ikka veel oma välimusega harjuda.
Eksoskelettide praktilisemaks ja meeldivamaks muutmiseks vajame uuendusi: peame tegema neist pigem "teise naha" kui hiiglasliku robotülikonna. Tavaliselt kasutavad eksoskeletid raskeid elektrimootoreid, kuid kergeid täiturmehhanisme saab kasutada ka pneumaatiliste lihastena. Nad saavad teha sarnaseid jõupingutusi kui elektrimootorid, ainult nende kaal on mitu korda väiksem. Need lihased koosnevad kummipõiest, mida ümbritseb kootud varrukas. Surve all suurenevad nende läbimõõt ja pikkus kokku, surudes liigendit. Ja kuigi need on valmistatud kergetest materjalidest, suudavad nad rakendada jõudu, mis on piisav paljude sadade kilogrammide tõstmiseks.
Reklaamvideo:
Pehme robootika
Isegi need kerged ajamid peavad olema kinnitatud kasutaja keha jäigale mehaanilisele konstruktsioonile. Salfordi ülikooli autonoomsete süsteemide ja robootika keskuse teadlased töötavad välja veel ühe alternatiivi: pehme robootika. See tehnoloogia kasutab füüsiliselt pehmeid, täiustatud materjale samade ülesannete täitmiseks nagu traditsioonilised jäigad robotiseadmed. Need sobivad eriti hästi inimestega suhtlemiseks, kuna pehme tähendab sageli valgust ja inimest tabades on vigastuste võimalus väiksem.
Nad töötasid hiljuti välja uue "pehme pideva ajami", mis paindub nagu elevandi pagasiruumi. Erinevalt traditsioonilisest jäigast robotliigendist, kogedes keha ühes osas vastupanu, paindub see kogu pikkuses igas suunas. Selliste ajamitega liibuvat ülikonda kandes võiks meil olla pehme eksoskelett, mis paindub täpselt selles kohas, kus on kasutaja liigesed. Järelikult sobib ülikond suurepäraselt erinevatele kandjatele, ilma et oleks vaja seda mehaaniliselt reguleerida või kalibreerida. Lisaks on süsteem kerge ja seda saab kanda mahuka mehaanilise raami asemel rõivastena.
Exoskeleteid hakatakse turustama äriliselt ja tõenäoliselt näeme lähiaastatel palju uut. 2012. aastal läbis halvatud naine nimega Claire Lomas isegi Londoni maratoni, kandes eksoskeletti. Kuid enne, kui näeme selliste süsteemide laialdast kasutamist, tuleb lahendada veel palju tehnilisi probleeme. Vajame vähemalt viisi, kuidas neid ülikondi toita, ilma et peaksime neid iga poole tunni tagant vooluvõrku ühendama.
ILYA KHEL
