U robotici, što je egzoskelet?

U robotici, egzoskelet, također poznat kao egzoskelet s pogonom, je odijelo s pogonom koje se koristi za povećanje ljudske snage i/ili brzine. Koncept je imao opsežnu obradu u znanstvenoj fantastici, ali je tek nedavno počeo stjecati uvjerljivost u stvarnom svijetu. Koncept je privukao najveću pozornost američke vojske i azijskih zemalja orijentiranih na robotiku poput Japana i Južne Koreje. Od 2009. izgrađeni su egzoskeleti, ali nisu široko raspoređeni. Ni egzoskeleti nisu široko dostupni komercijalno, ali to bi se uskoro moglo promijeniti. Godine 2008. jedna tvrtka, Cyberdyne of Japan, počela je iznajmljivati ​​svoja odijela.

Prvi ozbiljan pokušaj konstruiranja egzoskeleta s pogonom, koji je proveo General Electric 1965., nazvan je Hardiman. Namjera iza projekta bila je stvoriti egzoskelet koji bi osoba mogla koristiti za podizanje 1500 lbs (680 kg), gotovo tonu. Projekt nije uspio. Pokušaji korištenja cijelog egzoskeleta rezultirali su nasilnim nekontroliranim pokretima koji bi otkinuli ud korisnika od uda. Samo odijelo težilo je 1500 lb (680 kg) i moglo je podići samo 750 lb (340 kg) kada se uopće moglo kretati. Odijelo nikada nije bilo obučeno s osobom unutra.

Proboji u stvaranju praktičnih egzoskeleta dogodili su se tek početkom 2000-ih. Otprilike u to vrijeme, desetljeća istraživanja organizacija poput Agencije za napredne obrambene istraživačke projekte Sjedinjenih Država (DARPA) konačno su se isplatila. Različite skupine uspješno su konstruirale prototipove egzoskeleta na pogon. Neki trenutno postojeći (ograničeni) egzoskeleti uključuju Cyberdyneov HAL 5, Hondine egzoskeletne noge, noge Biomechatronics Group MIT Media Laba i Sarcos/Raytheon XOS egzoskelet. Specifikacije ovih odijela variraju, a neka nisu objavljeni. HAL 5 (Hybrid Assistive Limb) se prodaje kao sposoban peterostruko povećati kapacitet dizanja korisnika.

Dvije glavne primjene egzoskeleta bile bi u vojsci i u medicinskoj skrbi. Za vojsku bi egzoskeleti s pogonom omogućili vojnicima da nose teže oružje i više alata i streljiva. Koncept egzoskeleta s pogonom središnja je tema u viziji američke vojske za sljedeću generaciju vojske. U siječnju 2007. objavljeno je da je Pentagon dao sredstva nanotehnologu Sveučilišta Texas Rayu Baughmanu za razvoj miomernih vlakana kao “mišića” za egzoskelete na pogon. Za medicinsku skrb, istraživači na nekoliko sveučilišta u Japanu dizajnirali su meke egzoskelete dizajnirane da pomognu medicinskim njegovateljima da nose stare ili nemoćne. Dakle, egzoskeleti bi mogli imati primjenu i u ratu i u miru.

Ipak, postoji nekoliko velikih prepreka u razvoju učinkovitih egzoskeleta. Najveći su poboljšanje omjera snage i težine (što bi se moglo pomoći upotrebom vlakana umjesto konvencionalne mehatronike) i vijek trajanja baterije.