หุ่นยนต์

อนาคตของวิศวกรรม: Exoskeletons เครื่องกลเหนือมนุษย์

อนาคตของวิศวกรรม: Exoskeletons เครื่องกลเหนือมนุษย์

มนุษย์ใช้ความได้เปรียบเชิงกลกับรอกและเฟืองมาหลายพันปีแล้ว ในที่สุดเราจะได้ใช้ประโยชน์เชิงกล "ของจริง" ที่นำเสนอโดย exoskeletons เหนือมนุษย์เมื่อใด มาดูเทคโนโลยีที่มีอยู่ในปัจจุบันและสิ่งที่จะเกิดขึ้น

Exoskeletons วันนี้

ดังนั้น exoskeletons จึงมีอยู่ในปัจจุบัน แต่ไม่มีที่ไหนใกล้แบบที่นิยายวิทยาศาสตร์ในอดีตทำนายไว้ เป็นอุปกรณ์ขนาดใหญ่ที่สามารถขยายขีดความสามารถของมนุษย์ได้ แต่อย่างอื่นช้าและมีพลัง จำกัด และความสามารถระยะไกล บริษัท ต่างๆใช้ exoskeletons เพื่อปรับปรุงความสามารถของพนักงานอยู่แล้ว อย่างไรก็ตามการใช้งานส่วนใหญ่เป็นการต่อสู้กับความเครียดจากการทำงานซ้ำ ๆ แทนที่จะเปลี่ยนคนงานให้เป็นยอดมนุษย์

ที่เกี่ยวข้อง: เทคโนโลยี EXOSKELETON ที่สวมใส่ได้สามารถเปลี่ยนรูปแบบการทำงานที่ทันสมัยได้อย่างไร

Raytheon ได้สร้างโครงกระดูกภายนอกที่เหนือมนุษย์ซึ่งช่วยเพิ่มขีดความสามารถของพนักงาน อุปกรณ์มีความคล่องตัวพอสมควร แต่ก็ไม่ได้มีความเรียบง่าย มันจะต้องเชื่อมต่อกับพลังและเวลาตอบสนองของมันจะไม่ดีที่สุด ยังคงเป็นโครงกระดูกภายนอกอย่างแน่นอน แต่สิ่งที่ตรงไปตรงมาไม่มีการใช้งานในโลกแห่งความเป็นจริง

ตลาดโครงกระดูกภายนอกทั่วโลกกำลังเติบโตขึ้นเมื่อเทคโนโลยีมาถึงจุดที่มีชีวิต Grand View Research ชี้ให้เห็นว่าตลาดทั้งหมดจะมีมูลค่า 3.3 พันล้านเหรียญสหรัฐภายในปี 2568 ไม่ว่าจะเป็นการผลิตหรือการสู้รบก็ตามมีความจำเป็นอย่างมากสำหรับเทคโนโลยีภายนอกโครงกระดูก หากมีความต้องการมากนักสิ่งใดที่ฉุดรั้งวิศวกรเครื่องกลและนักออกแบบจากการสร้างโครงกระดูกภายนอกที่ใช้งานได้และใช้งานได้?

ทั้งสองอุตสาหกรรมได้รับผลกระทบจากปัญหาเดียวกันกับการออกแบบโครงกระดูกภายนอก: พวกเขาต้องการความสะดวกสบายสำหรับผู้ปฏิบัติงานในการสวมใส่เป็นระยะเวลานาน แต่ก็มีประสิทธิภาพเพียงพอที่จะสวมใส่ได้ตั้งแต่แรก

นี่เป็นปัญหาใหญ่ทางวิศวกรรมเมื่อคุณพิจารณาว่าต้องใช้พลังงานเท่าใดในการขับเคลื่อนโครงกระดูกภายนอกเหล่านี้ในช่วงเวลาใดเวลาหนึ่ง

เมื่อคุณดูอุตสาหกรรมเอกชนส่วนสำคัญของโครงกระดูกภายนอกที่พัฒนาขึ้นในปัจจุบันมีไว้สำหรับส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายโดยเฉพาะ เหมาะสำหรับคนงานในโรงงานที่ทำงานซ้ำ ๆ กันซ้ำ ๆ ซาก ๆ ตัวอย่างเช่นคนงานที่ยกกล่องทั้งวันสามารถได้รับความช่วยเหลือจากโครงกระดูกภายนอกที่รองรับขาขณะยก

อย่างไรก็ตามมีการสร้างนวัตกรรมทางวิศวกรรมด้วยเช่นกัน การออกแบบโครงกระดูกภายนอกบางส่วนมีเป้าหมายเพื่อควบคุมพลังงานของผู้สวมใส่สำหรับการชาร์จไฟเมื่อพวกเขาไม่ได้ใช้กลไกของโครงกระดูกภายนอก ซึ่งอาจช่วยลดเวลาในการชาร์จบ่อยครั้ง

ในเชิงพาณิชย์ exoskeletons มีศักยภาพมหาศาล ย้อนกลับไปที่ตัวอย่างการยกกล่องอินสแตนซ์แรงงานส่วนใหญ่จะเน้นที่ข้อต่อบนร่างกาย สำหรับการยกกล่องคือหัวเข่า สำหรับการผลักหรือจัดเรียงสิ่งของคือข้อศอกของหัวไหล่ สิ่งเหล่านี้เป็นจุดอ่อนที่สุดของมนุษย์ในการทำงานดังนั้นโดยทั่วไปแล้วโครงกระดูกภายนอกจะมุ่งเป้าไปที่การเสริมสร้างส่วนของกายวิภาคเหล่านี้ก่อน

เมื่อมองออกไปในระยะยาวโครงกระดูกภายนอกกำลังเคลื่อนที่จากการเป็นเพียงเครื่องจักรบังคับสำหรับร่างกายมนุษย์และอาจเปลี่ยนเป็นเครื่องจักรที่มีความเฉพาะเจาะจงสูง ตัวอย่างเช่นตามทฤษฎีแล้วโครงกระดูกภายนอกอาจถูกตั้งโปรแกรมเพื่อฝึกผู้ใช้เกี่ยวกับวิธีการเล่นเปียโนหรือกลอง

เพิ่มพลังให้กับ exoskeletons

สิ่งที่ใหญ่ที่สุดที่ทำให้นักพัฒนาจากอนาคตของ exoskeletons คือแหล่งพลังงาน เนื่องจากไม่มีเครื่องปฏิกรณ์อาร์กของ Tony Stark วิศวกรจึงต้องเลือกแบตเตอรี่เป็นหลักโดยพิจารณาจากการใช้งานจริง โครงกระดูกภายนอก Cyberdyne HAL สามารถทำงานโดยใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ได้นานเกือบ 3 ชั่วโมง นี่ไม่ใช่ระยะเวลาที่ไม่สำคัญ แต่หมายความว่าคนงานในโรงงานหนึ่งคนจะต้องมีชุดสูท 2 ตัวหรือแบตเตอรี่ 3 ก้อนเพื่อให้ผ่านวันทำงานได้ นี่เป็นวิธีที่ห่างไกลจากฟังก์ชันการทำงานที่เราอาจคาดหวังไว้ การบรรจุน้ำผลไม้ให้มากที่สุดเท่าที่จำเป็นในโครงกระดูกภายนอกเพื่อให้สามารถใช้งานได้ตลอดทั้งวันเป็นไปไม่ได้เนื่องจากเทคโนโลยีแบตเตอรี่ที่ทันสมัย

มั่นใจในความปลอดภัยของโครงกระดูกภายนอก

ปัญหาสำคัญอื่น ๆ ของเทคโนโลยีภายนอกที่ทันสมัยพบได้ในการควบคุมความปลอดภัย สิ่งเหล่านี้เป็นเครื่องจักรที่สร้างขึ้นเพื่อเชื่อมต่อโดยตรงกับร่างกายมนุษย์ หากมีการกระทำที่ทำให้เครื่องทำงานผิดปกติอาจส่งผลให้ผู้ใช้ได้รับบาดเจ็บสาหัส สิ่งนี้ทำให้ exoskeletons ขนาดใหญ่ที่สุดถูกผลักไสไปสู่การศึกษาในห้องปฏิบัติการ

ที่เกี่ยวข้อง: EXOSKELETONS ช่วยให้คนงานอยู่อย่างปลอดภัยและต่อสู้กับความจริง

ไม่มีคำถามว่าเทคโนโลยีการออกแบบเสริมและการสร้างแบบกำเนิดจะมีส่วนสำคัญในอนาคตของเทคโนโลยีภายนอกโครงกระดูก เนื่องจากการลดน้ำหนักเป็นปัจจัยหลักในการออกแบบการขัดผิวแบบออร์แกนิกและการสร้างโครงสร้างอาจช่วยให้การออกแบบเชื่อมต่อกับผู้ใช้ที่เป็นมนุษย์ได้อย่างเป็นธรรมชาติมากขึ้น

ตอนนี้สาขาการออกแบบเชิงกลได้พัฒนาไปถึงจุดที่สามารถแก้ไขปัญหาที่เกิดจากโครงกระดูกภายนอกได้อย่างง่ายดาย ในขณะที่แบตเตอรี่ยังคงหดตัวและสามารถกักเก็บพลังงานได้มากขึ้นวันของโครงกระดูกภายนอกที่มีน้ำหนักเบาเชิงพาณิชย์อาจมาถึงเรา

Exoskeletons เปิดใช้งานคนพิการ

เราได้ใช้เวลามากมายในการพูดคุยกันว่าโครงกระดูกภายนอกจะช่วยให้เด็กฉกรรจ์ทำงานได้ดีขึ้นหรือเร็วขึ้น อย่างไรก็ตามการใช้โครงกระดูกภายนอกส่วนใหญ่อยู่ในการช่วยให้คนที่เป็นอัมพาตลุกขึ้นและเดินได้อีกครั้ง

เนื่องจากโครงกระดูกภายนอกสามารถเพิ่มพลังให้กับกล้ามเนื้อของมนุษย์ได้เป็นหลักดังนั้นจึงหมายความว่าเมื่อมนุษย์ขาดการทำงานของกล้ามเนื้อมนุษย์พวกเขาก็สามารถยืนอยู่กับที่ได้ ดูวิดีโอด้านล่างซึ่งแสดงรายละเอียดอุปกรณ์ภายนอกที่ช่วยให้คนพิการเดินได้อีกครั้ง

เห็นได้ชัดว่ามีการใช้งานอุปกรณ์ภายนอกที่มีประโยชน์มากมาย การพัฒนาของพวกเขายังคงดำเนินต่อไปทั่วโลก ในขณะที่เราเริ่มเห็นอุปกรณ์ภายนอกบางอย่างถูกนำมาใช้ในโรงงานหรือสถานการณ์การดำเนินชีวิตที่เฉพาะเจาะจงแล้วอาจมีเวลาในอนาคตอันไม่ไกลซึ่งใคร ๆ ก็สามารถซื้อโครงกระดูกภายนอกได้

บางทีคุณอาจแกว่งไปที่ร้านขายของใช้ในบ้านในพื้นที่ของคุณและเลือกซื้อหนึ่งวันเพื่อเช่าในขณะที่คุณทำโครงการต่อเติมบ้านเสร็จหรือไม่? อนาคตดูเหมือนจะสดใสสำหรับโครงกระดูกภายนอกของหุ่นยนต์และฉันแน่ใจว่ารู้สึกตื่นเต้นที่ได้เห็นสิ่งที่นำมาสู่