با اسکلت های بیرونی تجاری آشنا شوید

به طور کلی قرار گیری بدن در وضعیت نامناسب مشکلات عضلانی و استخوانی مانند دردهای کمر ایجاد می‌کند. سامانه‌های رباتیک پوشیدنی به کارگران به بلند کردن اشیا سنگین کمک می‌کنند. با این سامانه‌ها خستگی کاربر نیز کاهش می‌یابد. این سامانه‌ها در بخش‌های نظامی، صنعتی، توانبخشی و کارخانه‌های تولیدی کاربرد دارند. این صنعت با هدف بهینه سازی ارگونومی برای کارگران مسن‌تر،کاهش آسیب‌های نیروی کار و کاهش هزینه‌های سلامت شکل گرفته است. هدف افزایش کیفیت کار است. در این مقاله از مجله‌ی فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی به معرفی اسکلت های بیرونی ناحیه لگن برای بلند کردن و حمل اشیا خواهیم پرداخت.

اسکلت بیرونی هوندا

کاربرد اسکلت های بیرونی ناحیه‌ی لگن

این اسکلت‌ها برای بلند کردن وزن بیشتر ساخته نشده‌اند، اما خستگی کاربر را در هنگام بلند کردن اشیا کاهش می‌دهند. به این شکل کیفیت حرکات در هنگام بلند کردن اشیا، و یا برخی حرکات از پیش تعریف شده، بهبود می‌یابد.

انواع لباس‌های کمری نوع هیپ
تا کنون در چندین مورد مهم از این ابزارها بهره برداری شده است. کارخانه‌ی فورد و کارخانه BMW از این اسکلت‌ها در خط تولید خود برای کارگران استفاده کرده است. دکتر Joe Hitt در GoX با ساخت سامانه‌های تحلیل داده SmartWork Data Analytics در مورد کیفیت و تعداد دفعات بلند کردن اشیا به کمک این ابزار مطالعه کرده است. در بسیاری کارخانه‌ها و امور نظامی اروپایی و آمریکای جنوبی از اسکلت‌های پشتیبان کمرLaevo استفاده شده است. اسکلت بیرونی شرکت  CYBERDYNE با نام HAL برای محیط‌های تولیدی و ساختمانی به منظور بلند کردن اشیا و در محیط‌های پزشکی برای کمک به پرستاران در انتقال بیماران و یا رسیدگی به سالمندان ساخته شده است.

اسکلت‌های بیرونی مناسب بلند کردن اشیا

در برخی موارد اسکلت‌های بیرونی به کمک بند یا نگهداره کاملا روی پا محکم می‌شود. اسکلت بیرونی EksoWork‌ ساخت Ekso Bionics( سمت چپ تصویر) از این نوع می‌باشد. این اسکلت از مرحله‌ی پژوهشی خارج شده است. برخی اسکلت‌های بیرونی دور کمر و پا بسته می‌شوند. اسکلت RD3D‌، اسکلت سمت راست در تصویر، از این نوع است. در برخی موارد قسمتی از اسکلت بیرونی روی پشت و شانه‌ها نیز سوار می‌شود.

معرفی اسکلت های بیرونی در ناحیه کمر و پا، اسکلت Ekso Work و RB3D

برخی از این ادوات اصطلاحا اسکلت‌های بیرونی فعال نامیده می‌شوند. آن‌ها از عملگرها و موتور برای فراهم کردن نیروی کمکی استفاده می‌کنند. نمونه‌ی این دستگاه‌ها اسکلت بیرونی ساخت شرکت AUTON است. سامانه‌ی عملگر به طور موثر در قسمت پشت سوار می‌شود( تصویر سمت راست). برخی از اسکلت‌های بیرونی از فنر برای نگه داشتن اشیا استفاده می‌نمایند. این اسکلت ها منفعل نامیده می‌شود. اسکلت FORTIS ساخت Lockheed Martin در سمت چپ تصویر از این نوع است. اسکلت هوندا نیز یک اسکلت بیرونی منفعل است.

معرفی اسکلت های بیرونی: AUton و FORTIS

برخی اسکلت‌ها با پشتیبانی از بدن بخشی از نیروی وارده از سوی بار را به زمین منتقل می نماید. در سامانه‌ای با این عملکرد بخشی از وزن جسم به ساختار اسکلت در تماس با زمین منتقل می‌شود. نمونه‌ای از این اسکلت‌ها Ekso Work ساخت ExoBionics‌ است. برخی اسکلت‌ها نیز نوعی گشتاور کمکی ایجاد می‌کنند. در این سامانه‌ها بخشی از وزن جسم به اسکلت تحمیل می‌شود. نمونه‌ای از این سامانه‌ها اسکلت HAL ساخت شرکت CYBERDYNE برای استفاده در کار بدنی است(CYBERDYNE, Inc. HAL for Labor Support). این اسکلت روی لگن و پشت پوشیده می‌شود.

اسکلت های بیرونی HAL برای پرستاری و انجام کار بدنی

اسکلت های بیرونی HAL برای پرستاری و انجام کار بدنی

کاربرد عملی اسکلت های بیرونی

کارکرد اسکلت‌های یاد شده را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد. هرچند کارکرد کلی محدود به این موارد نمی‌شود.

  • کار با اجسام مختلف: کار با بسته‌ها در وزن‌ها، شکل‌ها و اندازه‌های متنوع در ارتفاع کمر، بالای سر یا روی زمین در مکا‌ن‌های بسته مانند محفظه‌های بار در هواپیماها و سایر محیط‌ها. در این مورد با در دست داشتن بسته می‌توان حرکت کرد و یا بسته را هل داد، کشید، بلند کرده و زمین گذاشت.

CRAY X نخستین اسکلت بیرونی صنعتی ساخت آلمان

  • در خط تولید کارخانه‌ها این اسکلت‌های برای سوار کردن قطعات در موقعیت بالای سر، به حالت خمیده و یا درحال بلند کردن اشیا سنگین استفاده می‌شود.

استفاده از اسکلت بیرونی در کارخانه های شرکت فورد

  • برای جابه‌جایی، کشیدن و هل دادن کانتینر با چرخ یا روی غلتک: معمولا چند کاربر با ترکیبی از این حرکات می‌توانند کانتینر را در مکان درست قرار دهند.
  • اسکلت‌های ناحیه لگن در هنگام بلند شدن از حالت نشسته، و از از حالت چمباتمه زده از بدن پشتیبانی می‌نمایند. همچنین نیروی وارده به بدن در هنگام راه رفتن با در دست داشتن اشیا سنگین کم می‌شود. این اسکلت‌ها نیروی وارده به پشت را در هنگام خم شدن یا بلند کردن اشیا نیز کاهش می‌دهند.

آنچه در مورد رباتهای پوشیدنی باید بدانیم + اینفوگرافی

استانداردهای اسکلت های بیرونی تا سال ۲۰۱۸

معیار ایمنی ربات‌های کمکی شخصی ISO 13482 در سال ۲۰۱۴

معیار JIS B 8446-2 مربوط به سال ۲۰۱۶، به عنوان مکمل معیار کمکی ISO 13482 مربوط به ربات‌های کمکی کم توان در ژاپن

معیار JIS B 8456-1 به عنوان گواهینامه‌ی مکمل JIS برای سنجش بازدهی و ایمنی که در سال ۲۰۱۷ تدوین شد

معیار ISO/WD 18646 که به عنوان روش سنجش کارایی ربات‌های پوشیدنی تدوین شد.

مروری بر ربات‌ها پوشیدنی عرضه شده

اسکلت‌های CYBERDYNE از مرحله‌ی پژوهشی خارج شده و تولید شده‌اند. در حال حاضر این ادوات در ژاپن برای استفاده اجاره داده می‌شود. شرکت سازنده قصد دارد کار خود را در اتحادیه‌ی اروپا( آلمان) و ایالات متحده نیز گسترش دهد. دو رباط مذکور تحت عنوان HAL با نام‌های HAL for Labor Support و HAL for Care Support شناخته می‌شوند.

اسکلت های بیرونی HAL برای پرستاری و انجام کار بدنی

اسکلت های بیرونی HAL برای پرستاری و انجام کار بدنی

اسکلت بیرونی Innophys با نام Muscle Suit در حال حاضر در ژاپن عرضه شده است. این اسکلت برای انجام کارهای سنگین و در بلند کردن اشیا با پشتیبانی از کمر و پشت استفاده می‌شود. سه نوع مختلف از این اسکلت عرضه می‌شود که چیزی بین ۴.۵ تا ۵ کیلوگرم وزن دارد.

اسکلت بیرونی Muscle Suit ساخت Innophys برای بلند کردن اشیا از اسکلت های بیرونی کمکی است

اسکلت مدل A ساخت AUTON (ActiveLink سابق) که در حال حاضر در ژاپن عرضه می‌شود.

اسکلت بیرونی AUTON از اسلکت های بیرونی کمکی در کارهای سنگین است

اسکلت بیرونی Hexar یا Hanyang Exoskeleton Assistive Robot یکی از اسکلت‌های کشور کره‌ی جنوبی  است.‌ در این اسکلت از عناصر منفعل و عملگرهای کمکی به صورت ترکیبی برای ساخت دستگاه استفاده شده است. قسمتی از دستگاه روی ناحیه پشت سوار شده و قسمتی روی پا بسته می‌شود. به گفته‌ی سازنده طراحی مناسب ارگونومی برای پایین تنه آن را برای استفاده در بخش توانبخشی در حالات مختلف بدن مناسب ساخته است. این اسکلت قابل انطباق با اندازه های کاربر بوده و به سهولت پوشیده می‌شود. با استفاده از حسگرهای مفاصل حرکت زانوی کاربر قابل پیگیری است.

اسکلت بیرونی FORTIS ساخت Lockheed Martin که از فنر برای نگه داشتن اشیا سود می‌برد در حال حاضر در ایالات متحده عرضه شده و قابل خرید است.

اسکلت بیرونی FORIS

اسکلت بیرونی MAX ساخت SuitX با نام سابق US Bionics در حال حاضر در ایالات متحده عرضه شده و قابل خرید است.

اسکلت بیرونی Exo Works ساخت Exo Bionics در حال حاضر در ایالات متحده عرضه شده و قابل خرید است.

اسکلت بیرونی Hercule ساخت RB3D یک اسکلت بیرونی فرانسوی است که در حال حاضر در اروپا عرضه شده است.

معرفی اسکلت های بیرونی: اسکلت بیرونی Hecule ساخت RB3D

اسکلت بیرونی Guardian™ XO® ساخت Sarcos یک اسکلت آمریکایی است که در حال حاضر اجاره داده می‌شود. این اسکلت بیرونی جایزه‌ی Small Business Innovation Research را به خود اختصاص دادّ است. این محصول در حالی برای بلند کردن اجسام سنگین طراحی می‌شود که بیشتر اسکلت‌های بیرونی صنعتی بر افزایش امنیت کابر و کاهش خستگی تمرکز دارند. اسکلت بیرونی Sacros از شناخته‌شده ترین اسکلت‌های بیرونی متعلق به دهه ‌ی اول قرن بیستم بوده است.

معرفی اسکلت های بیروین: اسکلت بیرونی Guardian™ XO

اسکلت بیرونی WIN-1 Power Assist Suit ساخت Kubata یک اسکلت بیرونی ژاپنی است که در حال حاضر در ژاپن عرضه می‌شود.

معرفی اسکلت های بیرونی: اسکلت Kubata

اسکلت بیرونی German Bionic Cray X یک اسکلت بیرونی آلمانی است که در سطح اروپا عرضه می‌شود.

CRAY X نخستین اسکلت بیرونی صنعتی ساخت آلمان

اسکلت بیرونی Laevo 2.5 ساخت Laevo یک اسکلت بیرونی هلندی است که در سطح جهانی عرضه شده و قابل خریداری است.

در نهایت اشاره به این نکته لازم است که کار بر روی معیارهای واحد برای سنجش کارکرد اسکلت‌های بیرونی همچنان ادامه دارد. در بیشتر موارد از نرم افزار برای سنجش عملکرد و شبیه سازی کارکرد این اسکلت‌ها استفاده می‌شود اما در برخی موارد سنجش همه‌ی پارامترها به سهولت امکان‌پذیر نیست.


در همین زمینه در مجله‌ی فناوری‌های پوشیدنی و توان افزا:

آن چه باید در مورد ربات های پوشیدنی بدانیم + اینفوگرافی

آشنایی با تاریخچه اسکلت های بیرونی رباتیک

استفاده از اسکلت بیرونی در فروشگاه Lowe’s برای بهبود عملکرد کارکنان


منبع: wearablerobotics

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

ما را در تلگرام دنبال کنید!

مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی

عضویت در کانال تلگرام
بستن