Real-Life Iron Man: Ein Roboteranzug, Der Die Menschliche Stärke Vergrößert
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Video: So realistisch ist der Iron Man-Anzug (Science vs. Fiction) 2022, Dezember
Anonim

Ein Exoskelett-Roboteranzug kann Arbeitern helfen, schwere Lasten zu heben, und Patienten können beschädigte und prothetische Gliedmaßen bewegen.

Die Aussicht, in ein Roboter-Exoskelett zu rutschen, das die Kraft steigern, den Körper aktiv halten und sich von einer Verletzung erholen oder sogar als Prothese dienen könnte, ist von großer Anziehungskraft. Im Gegensatz zu den von Iron Man angezogenen Svelt-Körperschutzpanzern sahen die meisten Exoskelette bisher eher wie klobige Ersatzteile aus, die zusammengeschustert waren.

Japans CYBERDYNE, Inc. hofft, dies durch ein glattes, weißes Exoskelett zu ändern, das derzeit in Arbeit ist und die körpereigene Kraft steigern oder die Arbeit an kranken (oder fehlenden) Gliedmaßen erledigen kann. Das Unternehmen ist zuversichtlich genug in seine neue Technologie, um mit dem Bau eines neuen Labors zu beginnen, in dem ab Oktober jährlich bis zu 500 Roboter-Power-Anzüge (denken Sie an Star Wars Storm Trooper ohne Helm) in Serie hergestellt werden sollen, so das japanische Kyodo News Web Seite? ˅.

CYBERDYNE wurde im Juni 2004 ins Leben gerufen, um die kybernetische Arbeit einer Gruppe von Forschern unter der Leitung von Yoshiyuki Sankai, Professor für System- und Informationstechnik an der japanischen Universität Tsukuba, zu kommerzialisieren. Sein neuestes Produkt: das HAL-Exoskelett (Robot Suit Hybrid Assistive Limb), das das Unternehmen entwickelt hat, um Ärzte und Physiotherapeuten auszubilden, behinderten Menschen zu helfen, Arbeitern das Tragen schwererer Lasten zu ermöglichen und bei Rettungsmaßnahmen zu helfen. Ein Prototyp des Exoskelettanzugs ist für Kleinkinder mit einer Körpergröße von 1,6 Metern konzipiert. Der Anzug wiegt 23 kg und wird von einer 100-Volt-Wechselstrombatterie gespeist (die je nach Energieaufwand bis zu fünf Stunden hält). Zum Vergleich: Ein von der Biomechatronics Group des Massachusetts Institute of Technology Media Lab entwickeltes Exoskelett des Unterkörpers wird von einem 48-Volt-Akku angetrieben und wiegt etwa 11,8 kg.

CYBERDYNE (die Filmfans als Namen des Unternehmens erkennen, das das unglückliche "Skynet" in den Terminator-Filmen gebaut hat) entwarf das HAL-Exoskelett in erster Linie, um die vorhandenen physischen Fähigkeiten des Trägers um das Zehnfache zu verbessern. Das Exoskelett erkennt über einen Sensor, der an den Haut-Gehirn-Signalen des Trägers angebracht ist, Signale, die an die Muskeln gesendet werden, um sie in Bewegung zu bringen. Der Computer des Exoskeletts analysiert diese Signale, um festzustellen, wie es sich bewegen muss (und mit wie viel Kraft), um den Träger zu unterstützen. Das Unternehmen behauptet auf seiner Website, dass das Gerät auch autonom arbeiten kann (basierend auf den auf seinem Computer gespeicherten Daten). Dies ist der Schlüssel für Personen, die an Rückenmarksverletzungen oder körperlichen Behinderungen aufgrund von Schlaganfällen oder anderen Störungen leiden.

Das HAL-Exoskelett ist derzeit nur in Japan erhältlich, das Unternehmen plant jedoch, es möglicherweise auch in der Europäischen Union anzubieten. Das Unternehmen wird die Anzüge für etwaige Standorte mieten (derzeit keine Kaufoption), was auch besagt, dass die Mietgebühren variieren: Gesundheitseinrichtungen und andere Unternehmen, die die Anzüge mieten, zahlen etwa das Dreifache der Kosten für Einzelpersonen. Die Website erklärt nicht warum und das Unternehmen konnte nicht für einen Kommentar erreicht werden.

CYBERDYNE ist nicht das einzige Unternehmen, das Exoskelett-Technologie entwickelt. Die US-Armee befindet sich in einem sehr frühen Stadium des Testens eines Aluminium-Exoskeletts, das von Sarcos, einem Roboter- und Medizinproduktehersteller aus Salt Lake City (und einer Abteilung des Verteidigungsunternehmens Raytheon), hergestellt wurde, um die Stärke und Ausdauer der Soldaten zu verbessern. Das Exoskelett besteht aus einer Kombination von Sensoren, Aktuatoren und Steuerungen und kann dem Träger helfen, mehrere hundert Mal 200 Pfund zu heben, ohne ermüdend zu sein, teilte das Unternehmen am Mittwoch in einer Pressemitteilung mit. Das Unternehmen behauptet auch, der Anzug sei wendig genug, um Fußball zu spielen und Treppen und Rampen zu besteigen.

Aber es gibt immer noch viele Probleme, die behoben werden müssen, bevor HAL oder ein anderes Exoskelett Teil des Alltags werden. Exoskelette arbeiten parallel zu menschlichen Muskeln und dienen als künstliches System, das dem Körper hilft, Trägheit und Schwerkraft zu überwinden, sagt Hugh Herr, Hauptforscher der Biomechatronics Group des MIT, die ein leichtes Exoskelett mit geringer Leistung entwickelt, das sich an das einer Person anschließt Taille, Beine und Füße. Die Füße der Träger tragen Stiefel, die an einer Reihe von Metallrohren befestigt sind, die über ein Bein zu einem Rucksack führen. Das Gerät überträgt die Nutzlast des Rucksacks von der Rückseite des Trägers auf den Boden.

Eine der Schwierigkeiten bei der Entwicklung von Exoskeletten für die Gesundheitsversorgung ist die Vielfalt der medizinischen Bedürfnisse, die sie erfüllen müssen. "Man könnte Knie- und Knöchelprobleme haben, andere könnten Ellbogenprobleme haben", sagt Herr. "Wie um alles in der Welt bauen Sie einen tragbaren Roboter, der viele Menschen beherbergt?"

Es gibt auch Bedenken, dass das Exoskelett die Rehabilitation behindert, indem es alle Arbeiten an beschädigten Gliedmaßen ausführt, die selbst von einer eingeschränkten Verwendung profitieren könnten. "Wenn die Orthese alles macht", sagt Herr, "verschlechtert sich der Muskel, und Sie möchten, dass die Orthese genau die richtige Menge an Arbeit leistet."

Die Energieeffizienz könnte ebenfalls zu einem Problem werden, da sich der HAL dank einer Reihe von Elektromotoren im gesamten Exoskelett bewegt. Das Problem mit elektrischer Energie ist, dass Sie aufladen müssen, sagt Ray Baughman, Professor für Chemie und Direktor der Universität von Texas am NanoTech Institute in Dallas. Baughman und seine Kollegen haben Substanzen entwickelt, die als künstliche Muskeln dienen (indem sie chemische Energie in elektrische Energie umwandeln), die möglicherweise eines Tages Prothesen und Roboterteile bewegen können. Ihr Ziel ist es, die Ausfallzeiten von motorgetriebenen Prothesen zu vermeiden, die aufgeladen werden müssen.

Umso mehr schätzen Sie die Stärke und Beweglichkeit von Iron Man.

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