フルイドパワーはウェアラブル外骨格で役割を果たすことができますか？

今週のハイアットリージェンシーミネアポリスで開催されたFluid Power Innovation and Research Conferenceでは、アリゾナ州立大学のThomas G. Sugar教授（写真下、左下）がウェアラブルロボットの動向と、これらのデバイスが流体動力技術にもたらす可能性について議論しました。

これらのデバイスの鍵は、ますます多くの人間が腐敗のために死にかけているということだとシュガーは主張しました。医学が進歩するにつれて、私たちは年をとっています。 そして、癌、心臓病、糖尿病などの病気にかかっている人でさえ、歩くこと、立ち上がること、物を持ち上げることが難しいことがよくあります。

「人々は年をとっていて、まだ歩き続け、機敏になりたい」とシュガーは言った。 「歩く必要があるので、なぜウェアラブルシステムが必要なのですか。 歩く必要があります。」

sugarSugar氏によると、ウェアラブル技術の基盤は今ここにあります。

「バッテリー、マイクロプロセッサがあります。 常に優れたアクチュエータが必要ですが、そこにはシステムがあります。 ウェアラブルロボットは、健康市場、支援市場、製造業者、軍隊、およびレクリエーションにとって重要です。」

外骨格、装具、人工装具のいずれで作業する場合でも、設計者はユーザーとシームレスに対話するデバイスを構築する必要があると彼は言いました。 何らかの動きを強制することはできません。 人は歩き、ロボットに「追従」させる必要があります。歩行サイクルや通常の動きを中断することはできません。 人々は快適に動くことを望んでいます。 そして、多くの人々が構想している巨大な外骨格は、近い将来現実ではなく、理想的には、10 lb以下の小さなユニットが理想的です。 シュガー氏によると、テストでは、16ポンドの範囲でより大きなデバイスを着用した人は、スイミングプールを歩いているように感じたり、運動器具のように感じたりしたという。

シュガーのチームは、10％の代謝増強を伴う股関節外骨格を作成しました。 彼は、デバイスなしで実行するよりも実際にデバイスで実行する方が10％簡単だと言いました。 彼らには、1時間あたり12.8マイルの高速走行もありました。 手足の速度と位置を見て、ユーザーへの電力供給を支援するために位相角に焦点を合わせています。

Sugarは次のような、現在開発中のウェアラブルのさまざまな側面のいくつかを詳しく説明しました。

•腰と膝に動力を与え、人々に歩行パターンを強制するデバイス

•個々のユーザーの硬さをテストして調整できる補綴物

•切断者専用のデバイス（退役軍人や糖尿病患者の多数の切断者）

•トレッドミルに取り付けられたリハビリテーション外骨格は、人々が歩くことを可能にします

•脳卒中の犠牲者が反復作業を実践し、それらの神経経路を構築できるようにするデバイス

•筋ジストロフィー患者で使用される重力補償デバイス

•高齢者が椅子から正常に立ち上がることを可能にするウェアラブル

•さまざまな補助的用途のための空気圧筋肉システム

•倉庫の使用に適した、巨大な重量を拾うための油圧システム

•アスファルトの敷設に使用されるレーキなど、作業ツールに結び付けてユーザーの負荷を軽減するデバイス

•ユーザーがオブジェクトをよりよく握ることができるハンドアシストデバイス

•いわゆる椅子のない椅子。これにより、ユーザーはしゃがむことができます。その後、所定の位置にロックされるため、ユーザーは不快な姿勢で作業できます。

•スキーを支援するレクリエーション用具—膝に空気圧または油圧式damき止め装置を使用し、

•レクリエーションランナーがより速く走れるようにデバイスを支援する

Sugarは、バッテリーの寿命とコンポーネントの耐久性が重要な懸念事項であると強調しました。

「軍は、兵士に8時間の行進をさせたいと言ったので、それは約5,000から8,000歩です。 5アンペア、24 Vのリチウムイオンバッテリーを使用して、8時間の行進を行います。 適切にエネルギーを蓄えた場合にのみ、それを行うことができます」と彼は言いました。 「通常、約1ポンドのバッテリーを使用します。これにより、約3時間の寿命が得られ、連続歩行が可能になります。アイデアは、交換することです。 それは問題ではありません。 より大きな問題は[民間部門]で、メディケアは5年に1本の足首しか支払わないため、約10ギグを行うことができるデバイスが必要です。モーターとベアリングは約10ギグサイクルを行う必要があります。最大の懸念。」

油圧と空気圧の両方が、今後数年間でウェアラブルデバイスのニッチを見つけることができます。シュガーは、空気圧が明らかに重要なプレーヤーであるソフトロボット工学をもっと検討することを業界が検討すべきだと強調しました。

「これには大きなプッシュがあり、大きくて不格好なデバイスから逃れるためです」と彼は言いました。

また、油圧機器の場合、負荷の処理により適しているでしょうか？

「人々が物を積み降ろしする必要性はまだあります。 私は2週間前の会議でウォルマートのCEOに会い、「まあ、これらのロボットはすべて流通センターにあります。完璧です。そして、流通センターは完全自動ロボットです。 。 しかし、私は11,000の店舗を所有しており、平均して毎晩2台のトラックが各店舗に行くので、毎晩22,000台のトラックを降ろさなければなりません。そこにはまだ人間が必要です。」