پیشرفت‌های فناوری اغلب به آسان شدن زندگی مردم و صرفه‌جویی در زمان کمک می‌کنند. برخی از فناوری‌ها همچون اسکلت‌های بیرونی افزون بر آسان شدن کارها، عملکرد فیزیکی انسان را بهبود می‌دهند. در این مقاله، مروری بر کاربردها و محدودیت‌های اسکلت‌های بیرونی فعال می‌پردازیم. با مجله‌ی فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی همراه باشید.

اسکلت بیرونی فعال

اسکلت‌ بیرونی فعال را می‌توان ماشین متحرک قابل پوشیدن دانست که با فناوری‌های مختلف همچون سامانه‌ی پنوماتیک، موتور‌های الکتریکی، سامانه‌ی هیدرولیک، اهرم‌ها و یا ترکیبی از این فناوری‌ها کار می‌کند. هدف اسکلت بیرونی، افزایش قدرت و استقامت اندام بدن است. ایده‌ی اسکلت بیرونی، نوآورانه و مدرن است و همچنان در حال توسعه است. نخستین اسکلت بیرونی در سال ۱۸۹۰ طراحی شد. نخستین اسکلت بیرونی از نوع پسیو بود. در دهه ۱۹۶۰، همکاری ارتش آمریکا و شرکت جنرال الکتریک به یک اسکلت بیرونی واقعی با نام Hardiman انجامید که با نیروی الکتریکی و هیدرولیک کار می‌کرد.

کاربردهای اسکلت بیرونی

برای اسکلت‌های بیرونی فعال، چهار کاربرد اصلی وجود دارد؛ پزشکی، صنعتی، غیرنظامی و نظامی.

کاربرد پزشکی :
اسکلت بیرونی پتانسیل بالایی در مراقبت‌های پزشکی سالمندان و توانبخشی بیماران آسیب نخاعی و سکته مغزی دارد. افزون بر این، جراحان با پوشیدن اسکلت بیرونی، جراحی را با کیفیت و دقت بیشتری انجام خواهند داد.

کاربرد صنعتی :
نیروی انسانی در محیط‌های صنعتی با پوشیدن اسکلت بیرونی به قدرت بیشتر و خستگی کمتری در انجام کارهای تکراری و بلندکردن اشیای سنگین دست می‌یابند. همچنین برای نیروی انسانی که در سنین بالاتر هستند، خطر آسیب‌های فیزیکی در محیط‌ کار بیشتر است. با پوشیدن اسکلت بیرونی، خطر آسیب‌های فیزیکی ناشی از کار سنگین کاهش می‌یابد.

کاربرد غیرنظامی :
کاربردهای غیر نظامی بسیاری برای اسکلت بیرونی وجود دارد. برای نمونه، آتش‌نشانان و نیروهای امداد و نجات با استفاده از اسکلت بیرونی، در شرایط خطرناک، خطر آسیب و جراحت را کاهش می‌دهند.

کاربرد نظامی :
کاربردهای نظامی یکی از نخستین کاربرد اسکلت بیرونی به شمار می‌روند. سربازان با کمک اسکلت بیرونی می‌توانند تجهیزات سنگین را با کمترین خستگی و افزایش بهره‌وری حمل کنند.

محدودیت‌های اسکلت بیرونی فعال

اسکلت‌های بیرونی فعال محدودیت‌هایی دارند که در ادامه بیان می‌شوند. برای تجاری کردن اسکلت بیرونی فعال باید چنین محدودیت‌هایی برطرف شوند.

منبع تغذیه :
اسکلت بیرونی فعال به دلیل داشتن منبع تغذییه محدود، تنها برای چندین ساعت کار می‌کند. یکی از جالش‌های اسکلت بیرونی طراحی منبع تغذیه به گونه‌ای است که بتواند مدت زمان بیشتری کار کند.

مواد به کار رفته در ساخت اسکلت بیرونی :
اسکلت‌های بیرونی امروزی از جنس آلومینیوم و فولاد هستند. فولاد به دلیل سنگینی و عدم انعطاف‌پذیری ماده‌ی ایده‌آلی برای اسکلت بیرونی به شمار نمی‌آید. آلومینیوم وزن سبکی دارد اما ممکن است در طول زمان به آسانی آسیب ببیند و بشکند.

محرک‌ها (Actuator) :
محرک‌ها سبب حرکت مفاصل و اتصالات اسکلت بیرونی می‌شوند. برخی از محرک‌ها نیز وزن زیادی دارند. سیلندرهای هیدرولیکی به عنوان محرک‌های قدرتمند و دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما مشکل سیلندرهای هیدرولیکی وزن بالای آن‌ها است. از سوی دیگر، مایع به کار رفته در سیلندرهای هیدرولیکی اگر نشت کند برای انسان خطرناک است. سرووموتورهای الکتریکی جایگزینی برای سیلندرهای هیدرولیکی هستند.

انعطاف‌پذیری مفاصل :
طراحی مفاصل و اتصالات مشابه مفاصل بدن انسان چالشی بزرگ برای توسعه‌دهندگان اسکلت بیرونی است.

سامانه‌ی کنترلی :
به کارگیری سامانه‌های کنترلی ساده باعث محدودیت در اسکلت بیرونی خواهد شد.

امکان تغییر اندازه :
ساخت یک اسکلت بیرونی واحد برای همه افراد با قد و وزن متفاوت امکان‌پذیر نیست. اسکلت بیرونی باید با توجه به اندازه‌ی کاربر ساخته شود.

یکی از توسعه‌دهندگان اسکلت‌های بیرونی فعال، ارتش آمریکا است. اسکلت‌های بیرونی ارتش آمریکا برای سربازان و دیگر کاربردها طراحی می‌شود. دو شرکت تحت حمایت ارتش آمریکا Lockheed Martin و Dephy نام دارند. شرکت لاکهیدمارتین برای توسعه‌ی اسکلت بیرونی Onyx، ششصد و هشتادهزار دلار سرمایه دریافت کرده است. شرکت Dephy به توسعه‌ی اسکلت بیرونی Exo-boot مشغول است. بسیاری از شرکت‌ها و استارتاپ‌های اسکلت بیرونی در مرحله‌ی تحقیق و توسعه هستند و بر افزایش کیفیت و عملکرد محصول خود کار می‌کنند. هنوز اسکلت‌های بیرونی فعال بسیاری روانه‌ی بازار نشده‌اند اما توسعه‌دهندگان بر این باورند به زودی می‌توانند محصولات خود را به مرحله‌ی تجاری برسانند.

بیشتر بخوانیم:

آیا اسکلت های بیرونی راه رفتن افراد پاراپلژی ، ارزش سرمایه گذاری دارند؟

اسکلت بیرونی توانبخشی سکته مغزی ReWalk مجوز ورود به بازار اروپا را دریافت کرد

منبع: moneyinc

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