با توجه به افزایش سن کشاورزان، فناوری‌های بسیاری برای ساده ساختن کار آنان توسعه یافته است. این فناوری‌ها در کنار افزایش بهره وری کار، سلامت کاربران را نیز حفظ می‌کند. اسکلت بیرونی یکی از فناوری‌های مورد توجه در این حوزه است. بریس‌های دست که برای چیدن محصولات استفاده می‌شوند و سامانه پشتیبان کمر Virginia Tech دو نمونه از این دستگاه‌ها هستند. در ادامه این مقاله از مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی در این مورد اطلاعات بیشتری ارائه می‌شود.

پیش‌تر خبرهایی از افزایش سن کشاورزان در ژاپن و اقدامات این کشور برای کمک به کشاورزان منتشر شده بود. این مساله سایر کشورها را نیز درگیر کرده است. در ایالات متحده در حدود یک سوم کشاورزان بیش از ۶۵ سال سن دارند. متوسط سن کشاورزان ۵۶ سال است. بیشتر این افراد کسب و کار کوچکی دارند. حجم بسیاری از کار را نیز با اتکا به قدرت بدنی انجام می‌دهند. بدیهی است که این افراد با درد کمر و سایر قسمت‌های بدن دست و پنجه نرم می‌کنند.

اسکلت‌های بیرونی سامانه‌های ایده‌آلی برای کمک به کشاورزان است. کاهش فشار و تنش وارده به بدن به همراه افزایش توان بدنی دقیقا چیزی است که کار بدنی به آن نیاز دارد. به عنوان نمونه گروهی از دانشجویان مهندسی مکانیک تحت نظارت دکتر  Alexander Leonessa در Virginia Tech دستکشی ساخته‌اند که هنگام دست گرفتن اشیا به کار می‌آید. در این دانشگاه بریس‌های زانو و کمر نیز ساخته شده است. در مجموع این سامانه‌ها کارهایی مانند بالا رفتن از تراکتور و بلند کردن یک جعبه را چندین برابر ساده می‌سازد.

ایده پشت این طرح‌ها تجهیز کشاورزان با ابزار پیشرفته نیست. بلکه ساخت یک وسیله کاربردی است. به طوری که در این وسیله فناوری‌های روز به شکل هدفمند از کار کشاورزان حمایت کند.

چالش چیدن و حمل توت فرنگی با دستکش رباتیک

منکر این موضوع نیستیم که بریس‌های سنتی از آسیب وارده به زانو یا کمر پیشگیری می‌کند. در حقیقت پشتیبانی از بدن بدون نیروی خارجی یا به شکل منفعل کاری است که یک بریس سنتی انجام می‌دهد. این وسیله شباهت زیادی به لباس یک ابرقهرمان ندارد. اما برای کاربر خیلی مفید است و به دفعات توان او را زیاد می‌کند.

با یک بریس کار بلند کردن اشیا، راه رفتن، در دست گرفتن، چمباتمبه زدن و … ساده‌تر می‌شود. به نظر ساده می‌رسد. اما فناوری این ادوات بسیار پیشرفته است. این دستگاه‌های کوچک تا به امروز به ریزپردازنده‌هایی وابسته بوده‌اند که از پیش برنامه ریزی می‌شدند. به واسطه گامی که گروه Alexander Leonessa برداشت بریس‌های جدید Virginia Tech ظاهری شبیه نسل‌های قبلی خود دارند اما کارکرد بسیار بهتری دارند. بریس زانو را می‌توان زیر لباس پوشید و از نظر ظاهری وجود آن احساس نمی‌شود. دستکش نیز کارهای بیشتری نسبت به قبل انجام می‌دهد.

چالش طراحی دستکش رباتیک برای چیدن محصولات

 طیف اموری که دستگاه باید انجام دهد چالش‌های طراحی آن را تعیین می‌کند. اسکلت‌های بیرونی باید خودکار باشند. پس باید آن‌چه کاربر قصد انجامش را دارد پیش‌بینی کرده و در جهت آن عکس‌العمل نشان دهند. عکس العمل مناسب شامل تعیین نیروی کمکی مورد نیاز برای کاربر است. به عنوان نمونه دستکش باید هنگام برداشت محصول انگشتان دست را جمع کند ولی میوه نباید له شود. در هنگام حمل بار باید قدرت بلند کردن ۲۳ کیلوگرم بار و بیشتر را هم داشته باشد. همچنین باید تفاوت این دو کار را به درستی تشخیص دهد.

این پژوهش توسط بنیاد علوم ملی(National Science Foundation) پشتیبانی می‌شود. کمک هزینه این بنیاد باید صرف بهبود ایمنی و کیفیت کار کشاورزی شود. همکاری با شرکت‌هایی مانند TORC Robotics و سازمان‌های غیرتجاری در پیشبرد کار در جهت نیازهای کشاورزان کمک بزرگی خواهد بود. این گروه تا پاییز ۲۰۲۱ نمونه‌ای از کار خود را ارائه خواهد داد.

اسکلت های بیرونی و فراتر از آن

اسکلت‌های بیرونی رباتیک نماینده فناوری‌های رباتیک هستند که برای کشیدن تصویر جدیدی از کشاورزی به کار گرفته شده است. در موارد بسیاری ربات‌های خودکار هزینه زیادی دارند و برای کشاورزان در دسترس نیستند. فناوری‌های هزینه بر بیشتر برای مزارع بزرگ و صنعتی مفید است.

در مزارع کوچک بسیاری از ادوات هزینه بر است. یک اسکلت بیرونی پوشیدنی با کاربر حرکت می‌کند. بنابراین برای مزارع کوچک مناسب‌تر است. در جاییکه هزینه سامانه هیدرولیک مناسب برای سوار شدن بر تراکتور بسیار زیاد است، نمی‌توان برای همه ماشین‌های کشاورزی این هزینه را متحمل شد.

دکتر Alexander Leonessa بیان کرد که قصد ما این نیست که کشاورزان تا ۹۰ سالگی کار کنند، بلکه دوست داریم بدون مشکلات جسمی که امروزه از آن رنج می‌برند تا سن ۶۰ سالگی کارکنند.

ایده های خلاقانه برای رشد و توسعه کشاورزی و صنایع غذایی
سالمندان ژاپنی برای به تعویق انداختن بازنشستگی از اسکلت بیرونی استفاده میکنند

منبع: delltechnologies

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