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机器人Exosuits

什么东西可以一只手举起500磅的东西,什么东西可以带着沉重的东西走好几英里,什么东西可以一跳就跳过障碍?

人类——借助可穿戴机器人技术。

艾伦·阿斯贝克预计,在不到十年的时间里,每个人都将看到有人穿上机器人服装。

他说:“我真希望在挨家挨户搬家或者铲雪的时候能有一台。”

Asbeck是真实版的托尼·斯塔克。他是一名工程师,研发可穿戴机器人以提高性能。他说,这项技术正在兴起。他们不能让人像钢铁侠那样飞,钢铁侠是斯塔克的另一个自我。但可穿戴机器人确实提供了一种超人的品质。

劳氏(Lowe’s)的员工正在测试一种外骨骼,这种外骨骼使用弓来支撑背部,以举起重物。

劳氏(Lowe’s)的员工正在测试一种外骨骼,这种外骨骼使用弓来支撑背部,以举起重物。信贷:劳氏

提高性能的可穿戴机器人有几种形式。外骨骼有一个坚硬的结构,就像绑在身体上的骨头一样,而外骨骼是一个纺织系统。主动机器人有一个电池驱动的马达,而被动机器人使用弹簧或电缆来充当肌腱。

艾伦·阿斯贝克博士和他的团队所处的是被动的变化弗吉尼亚理工大学的辅助机器人实验室正在开发。它们的外骨骼减轻了手臂或背部的压力,以帮助那些高举手臂工作或举起重物的人。2017年,劳氏创新实验室与阿斯贝克的团队合作,在弗吉尼亚的仓库里测试了一款战衣。阿斯贝克说,事实证明,这种泳衣可以减轻身体的负荷,使背部肌肉的活动减少35%。

机器人套装和外骨骼

来源:《卫报》XO

没有电池,被动外骨骼储存来自用户运动的能量。例如,一个仓库工人整天弯曲并抬起箱子。每次他们弯腰的时候,他们就会弯曲一个弓,这个弓延伸到腿和背部之间。就像拉伸的弓和箭,弓在工人的背部弹回直立的位置。对于那些要在八小时的工作时间里搬运、整理和搬运重物的人来说,这种外骨骼装置意味着是筋疲力尽地回家,还是有足够的精力和孩子们一起踢一场球。

另一方面,外骨骼在使用时更为常见恢复流动性残疾人。但是,阿斯贝克估计,再过几年,劳动力行业就会接受被动服的使用,用不了多久,被动服就会成为健全人群负担得起的日常用品。外骨骼可以为老年人提供更大的耐力,从而延长他们多年享受积极生活方式的时间,比如徒步旅行。

“我想很多人都会有这样的经历。它们的价格会非常便宜,以至于公司会认为为所有员工购买它们是值得的,”他说。

扎克哈斯表示同意。公司的高级产品经理EksoBionics哈斯注意到可穿戴机器人首次商业应用是在2018年。现在,15家福特制造工厂的工人正在使用他的EksoVest帮助缓解高空作业的压力,比如在吊车下安装刹车线。哈斯说,随着可穿戴机器人的价格持续下降,将会有更多的制造用途和消费者用途。

起重用外骨骼套装

当工人长时间在高空工作时,外骨骼支撑着工人的手臂。来源:福特汽车公司

“现在我们很多人都把蓝牙设备戴在耳朵里,这种技术你可以在15年前的电影里看到军方穿的,”哈斯说,“它看起来疯狂而充满未来感,但现在我们都能看到这种技术。”

如果可穿戴机器人让你觉得《钢铁侠》不那么像《机器人总动员》,而更像《机器人总动员》——未来的人类依靠机器人沙发来移动,使他们过于臃肿而无法行走——哈佛生物设计实验室的工程师大卫•佩里却并不担心。他说,这些服装将保持那些做着令人难以置信的身体壮举的人的健康。士兵们测试了他的腿部外骨骼,但并不能减轻佩戴者肌肉的所有压力。但它确实使走路更容易,即使是在携带重物的情况下,走路也能轻松15%。

这种腿的外骨骼让它走路容易了15%。

这种腿的外骨骼让它走路容易了15%。来源:哈佛大学Wyss研究所/哈佛生物设计实验室

“当它把你移来移去的时候,你不能出去闲逛。你还需要做一点努力。他补充说,外骨骼可以减少重复和疲劳造成的伤害。

“了解经常使用它们的影响意味着我们需要一群人长时间佩戴它们。因此,这个领域作为一个整体,在许多年内都不会真正知道这个问题的答案。”佩里说道。

“我不可能在一个工作日反复举起100磅。所以(可穿戴机器人)让像我这样的人有能力在一个我无法胜任的行业工作。”

然而,一些外骨骼的作用不仅仅是提供温和的帮助。Sarcos机器人正在制造一种能让佩戴者举起200磅重物的活动外骨骼。Sarcos Robotics公司的执行副总裁克里斯蒂·马丁代尔(Kristi Martindale)表示,可穿戴机器人将成为填补劳动力短缺缺口的重要工具,它将使更多的人进入制造业,延长他们的工作时间。

“我不可能在一个工作日反复举起100磅。所以(可穿戴机器人)让像我这样的人有能力在一个我无法胜任的行业工作,”她说。Sarcos Robotics的Guardian XO被设计为与你一起移动,预测每个手势并领先一步——就像永远不会碰撞的相反的磁铁。它类似于一辆电动自行车,有一个马达帮助佩戴者的努力。更重要的是,它看起来很有未来感——想想钢铁侠,肩部和胸部的造型都很完美。

随着可穿戴机器人在制造业的试运行,专家们一致认为,下一步可能是消费者使用。未来,普通市民只要到当地的五金店去买一套机器人套装并不遥远。

要了解外骨骼是如何帮助残疾人完成惊人的壮举,看看这个关于亚当·戈利茨基的新超人视频,他将在明年1月使用外骨骼完成他的第一次马拉松。

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