گزارشی از رقابت‌های نوآوری WearRAcon 2016

کنفرانس انجمن رباتیک پوشیدنی در سال ۲۰۱۶ افزون بر نشست‌ها و ارائه‌های متعدد، با رقابت‌های نوآوری WearRAcon 2016 نیز همراه بود. پژوهشگران این فرصت را داشتند تا پروژه‌ای را که مستقیماً بر فناوری رباتیک پوشیدنی اثرگذار بود در این رقابت‌ها ارائه کنند. پیش از آغاز کنفرانس هر گروه شرکت کننده یک فیلم یک دقیقه‌ای از پروژۀ خود ارسال کرد و اعضای ده پروژۀ برتر برای حضور در WearRAcon 2016 دعوت شدند. هر کدام از این گروه‌های برتر پوسترها و پیش‌نمونه‌هایی را آوردند که در تمام مدت کنفرانس به نمایش گذاشته می‌شد. متخصصان، دانشگاهیان و مشتریان صنعت رباتیک پوشیدنی از نزدیک با این پروژه‌ها آشنا شده و در نهایت برای انتخاب برنده رأی دادند. گروه برنده افزون بر نشان رسمی رقابت‌ها برندۀ جایزۀ نقدی ۵۰۰۰ دلاری نیز شد.

در ادامه می‌توانید با برخی پروژه‌های ارائه شده در رقابت‌های WearRAcon 2016 آشنا شوید:

Soft-Actuator-Orthosis-Christopher-Nesler-1024x832

محرک منعطف برای ارتز تولید کنندۀ گشتاور، کریستوفر نسلر، دانشگاه Northwestern و موسسۀ توانبخشی شیکاگو

دستگاهی که در تصویر بالا مشاهده می‌کنید یک محرک بادی کاملاً کاربردی است که برای تولید گشتاور طراحی شده است. محرک‌های بادی و لباس‌های بیرونی بادی موضوعی داغ در سال گذشته بودند. شرکت‌های Otherlab Orthotics، Daiya Technologies و موسسۀ Wyss تنها نمونه‌ای از بسیاری شرکت‌ها و آزمایشگاه‌هایی هستند که روی رباتیک منعطف کار می‌کنند ولی بنا به گزارش تارنمای Exoskeleton Report این نخستین باری است یک محرک بادی کاربردی مشاهده می‌شود. این پمپ دستی هوای فشردۀ مورد نیاز را تأمین می‌کند در حالی که یک سوئیچ برای خالی کردن سریع هوای آن بکار گرفته می‌شود. باد شدن ماهیچه‌های بادی معمولاً زمان‌بر است و محفظۀ کلی بزرگی دارند ولی این محرک با فشار هوای زیر ۲۰ psi نیروی بسیاری را فراهم می‌کند.

لباس خنک کننده، ادواردو فرناندز، دانشگاه ایالتی آریزونا

این لباس خنک‌کننده همچون یک سامانۀ تهویۀ هوای پوشیدنی عمل می‌کند. این دستگاه، آب خنک شده را به وسیلۀ یک پمپ آب در میان لوله‌های انعطاف‌پذیر دوخته شده به لباس کاربر به گردش در می‌آورد. مایع خنک دمای بدن را پایین می‌آورد و هنگامی به قسمت کوله‌پشتی دستگاه برمی‌گردد دوباره خنک می‌شود.

حسگرهایی برای اندازه‌گیری دمای بدن، یک پمپ و یک جزء خنک کننده همگی به یک کنترل‌کننده متصل شده‌اند. صرف نظر از اینکه این نوآوری یک دستگاه رباتیک است یا خیر، ابزار پوشیدنی بسیار جالبی است.

در حال حاضر در هالیوود دستگاه‌های مشابه با این لباس خنک‌کننده برای جلوگیری از افزایش دمای بدن بازیگرانی که لباس‌های مبدل تمام تنه می‌پوشند استفاده می‌شود. ارتش آمریکا نیز به استفاده از ابزارهای پوشیدنی خنک‌کننده برای سربازان به ویژه در کشورهای گرمتر همچون عراق و افغانستان علاقه‌مند است. با دید آینده‌نگرانه‌تر این لباس خنک‌کننده می‌تواند در گسترۀ وسیعی از صنایع به ویژه کشاورزی که نیازمند حضور کارگران در بیرون و در دمای بالا است استفاده شود.

نسخۀ فعلی این لباس خنک‌کننده که به WearRAcon 2016 آورده شده بود یک پیش‌نمونه و اثباتگر مفهوم بود و واضح است که به راحتی زیر جلیقۀ ضد گلوله یا کوله‌پشتی یک سرباز جای نمی‌گیرد. اگر از این ایده استقبال شود مدل‌های آتی قطعاً کوچکتر خواهند شد.

گزارشی از رقابت‌های نوآوری WearRAcon 2016

اسکلت بیرونی اندام فوقانی مقرون به صرفه و عمومی، Denis Huen، شرکت MedEXO Robotics

تا چند سال پیش، بسیار امید می‌رفت استفاده از اسکلت‌های بیرونی برای سرکوب لرزش‌های بدن به کاربردی معمول تبدیل شود. کسانی که از لرزش بدن رنج می‌برند دچار حرکت‌های ناگهانی و تکراری رفتی و برگشتی اندام می‌شوند. پژوهش‌ها نشان داده‌ است سرکوب لرزش‌ها با استفاده از نیروی مخالف مغز را آموزش می‌دهد و در طی زمان شدت لرزش‌ها و دفعات رخداد آنها کاهش می‌یابد. اسکلت‌های بیرونی که برای آزمایش‌های اولیه استفاده شدند همه دستگاه‌هایی ساکن بودند.

با کاهش هزینۀ حسگرها و دیگر قطعه‌های الکترونیکی، گروه  MedEXO Robotics  تصمیم گرفت تا بار دیگر به سراغ سرکوب لرزش‌ها برود. پیش‌نمونه‌ای که به این رقابت‌ها آورده شده بود دارای لبه‌هایی سخت بود ولی دستگاهی متحرک بود که نیازهای زندگی واقعی را برطرف می‌کرد و می‌تواند پس از چندین تکرار به محصولی مناسب تبدیل شود.

گزارشی از رقابت‌های نوآوری WearRAcon 2016

اسکلت بیرونی محرک مفصل ران برای کمک به دویدن، جان راجرز، West Point

در نگاه اول، ممکن است اسکلت بیرونی محرک مفصل ران برای کمک به دویدن نوآوری خاصی به نظر نرسد ولی به دو دلیل پروژه‌ای واقعاً جالب است. نخستین دلیل اینکه این اسکلت بیرونی دهه‌ها پژوهش ارتش روی رباتیک پوشیدنی را دگرگون کرده است. اسکلت‌‌های بیرونی نظامی با دستگاه‌هایی سنگین و پیچیده شروع شدند که سعی می‌شد هر کاری انجام دهند و همگی شکست خوردند. در طول زمان، توسعه‌دهندگان اسکلت بیرونی به آرامی لباس‌های برقی نظامی را به صورت لایه به لایه ساده‌تر کردند و تعداد موتورها و اجزای چارچوب را کاهش دادند. اسکلت بیرونی محرک مفصل ران روشی معکوس را در پیش گرفته است. این اسکلت بیرونی با ساده‌ترین پیکربندی که به ذهن طراحانش می‌رسید شروع شده است. یک موتور نیروی مورد نیاز برای حرکت دادن پا به جلو را فراهم می‌کند در حالی که یک سازوکار (با بکارگیری نیروی همان موتور) پای دیگر را عقب می‌برد. نیروی تولید شده نیز در سرراست‌ترین حالت و با کمترین قطعات ممکن به پا منتقل می‌شود. این نخستین پروژۀ جدی اسکلت بیرونی است که تنها یک موتور دارد.

طرحی که از ساده‌ترین راه حل ممکن شروع شده است می‌تواند بستری مناسب را برای اسکلت‌های بیرونی نظامی پیچیده‌تر که در دست توسعه هستند ایجاد کند.

دومین دلیلی که این پروژه را منحصربفرد می‌کند این است که توسط ارتش برای ارتش ساخته شده است. سازوکار این اسکلت بیرونی بر خلاف دیگر دستگاه‌های موجود به جای کنار پا و مفصل ران در جلوی پا قرار گرفته است. ارتش از اسکلت‌های بیرونی که سازوکار آنها در کنار پا قرار می‌گیرد راضی نیست چرا که با اسحله‌های استاندارد و میدان جنگ تداخل دارد. با گذشت زمان چه کسی می‌داند که توسعه‌دهندگان West Point چه ویژگی‌های دیگری را می‌توانند در این اسکلت بیرونی ادغام کنند.

گزارشی از رقابت‌های نوآوری WearRAcon 2016

دستگاه ارتز فنری، استیون کینگ، Kingetics LLC

در طول چند سال گذشته چندین دستگاه یکپارچه شده در پوتین به منظور تولید یا بازیابی انرژی هنگام راه رفتن تولید شده است. معمولاً هدف اصلی این دستگاه‌ها ضربۀ پاشنۀ پا است که با فشرده شدن یک مادۀ کشسان به تولید یا ذخیرۀ انرژی می‌پردازد. دستگاه جدید ارائه شده توسط دکتر استیون کینگ از مدیران شرکت Kingetics LLC از روش نوین کفی اهرمی استفاده می‌کند. پوشندۀ دستگاه به صورت عادی گام برمی‌دارد ولی هنگامی که برای گام بعدی و انتقال وزن روی پا آماده می‌شود پاشنه توسط دستگاه ارتز و با نرخ اهرمی کنترل شده‌ای بلند می‌شود. این ویژگی افزون بر کشسان بودن کفی با توانایی تولید یا ذخیرۀ انرژی است. این کار روشی متفاوت برای بهینه‌سازی مصرف انرژی نسبت به سایر چکمه‌ها است.

آنچه در این مطلب آورده شد تنها برخی از پروژه‌های راه یافته به رقابت هستند. اگر علاقه‌مند هستید اطلاعات بیشتری کسب کنید به بخش ارسال‌شده‌های تارنمای رقابت WearRAcon 2016 مراجعه کنید.

منبع: exoskeletonreport

پاسخی بگذارید

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