Экзоскелеты, позволяющие сделать работу человека легче, эволюционируют.
Так же стремительно, как в свое время самолеты. Первые летательные аппараты делались на коленке, это был технологический экспромт. Ранние самолеты получались угловатыми, нелепыми, походили на этажерки, стулья, лодки, имели отделку, заимствованную у роялей и роскошных железнодорожных купе. Но буквально через пару десятков лет они превратились в поджарых грациозных птиц, в совершенстве научившихся быстро летать, воевать, возить внушительные грузы, путешествовать.
Как это произошло? Гигантскими шагами подтянулись новейшие технологии, был совершен мощнейший скачок в металлургии, материаловедении, теоретических основах конструкционных материалов, появились новые пограничные науки и конструкторские школы. Развитие авиации дало толчок появлению многих производств, стало неотъемлемой страницей эпохи, ускорило ряд процессов в науке и технике.
Та же аналогия напрашивается с экзоскелетами. Их развитие идет по похожему сценарию. Выгода понятна, ставки высоки.
На фото: Применение экзоскелета на автосборочном конвейере BMW.
Эти носимые гаджеты помогают выполнять работу с большей производительностью, исключают физические перегрузки, делают работу комфортнее и — тут мы подходим к главному – безопаснее!
Вот только зачастую ограничивающим фактором для их применения становятся габариты устройств (о широком разнообразии решений – здесь.
Могут ли экзоскелеты быть компактнее? Судя по всему, в самое ближайшее время мы станем свидетелями яркого технологического рывка.
В этом обзоре мы рассмотрим достижения компании Seismic, которая идет к цели своим, необычным и несравненным путем.
Seismic
Seismic – американская компания (Менло-Парк, штат Калифорния), основанная в 2017 году. Бизнес организован как конверсия для невоенного применения проекта Warrior Web, в котором была апробирована технология SuperFlex компании SRI International.
Компания Seismic вышла из SRI International, чтобы создавать новейшую одежду со встроенными электроприводами для широкого спектра применения, — нечто сходное по функционалу с экзоскелетами, но несравнимо более компактное.
Изначально проект Warrior Web финансировался DARPA.
Очень много новых имен? Сейчас все станет на место.
Американское агентство передовых оборонных исследовательских проектов DARPA было создано в 1958 году в ответ на запуск советского «Спутника». Wiki пишет об агентстве так: «Задачей DARPA является сохранение технологического превосходства вооружённых сил США, предотвращение внезапного для США появления новых технических средств вооружённой борьбы, поддержка прорывных исследований, преодоление разрыва между фундаментальными исследованиями и их применением в военной сфере».
Коротко напомним, что широко известные «стелс» и GPS были рождены усилиями DARPA (Гетсиз также упоминал их разработки).
Seismic же обращена к промышленному рынку, к идеям защиты работников и принципам охраны труда.
Ближе к делу, ближе к телу!
Журнал Popular Mechanics еще в 2018 году рассказывал о разработках Seismic, звучавших сказочно.
Тогда Seismic представила свою первую линию одежды, которую она называет «силовой одеждой», призванной помочь людям с больными мышцами и суставами.
И уже тогда была выработана четкая концепция развития технологии SuperFlex, сформулированная на таких приоритетах, как:
- смягчение последствий травм;
- точное позиционирование приложения нагрузки;
- поддержание анатомически устойчивой позиции при любых движениях;
- поддержка осанки;
- динамическое крепление (звучит непонятно, но дадим пояснения ниже).
Обратим внимание: уже тогда прозвучал термин «электрические мышцы», хотя и в отношении только первых прототипов.
Фокус – на индустриальном применении
Долгое время компания проектировала разные опытные образцы для реабилитации. Но наконец, она стала ориентироваться на более крупный рынок, капитанов которого нетрудно заинтересовать, если продемонстрировать выгоду. Сегодня одежда со сверхвозможностями может проявить себя в сфере охраны труда.
Где и как? Например, на предприятиях автомобилестроения и логистики, на производствах – и не только.
Например, по статистике, приводимой на сайте Seismic, каждые 7 секунд один американский рабочий получает травму.
Иначе говоря, травмируются 12 900 рабочих в день. Их страховое возмещение оценивается минимум в 4,7 млн в год*.
*Многие косвенные издержки трудно вычленить, для работодателя в США всегда предпочтительнее работа без травм. Косвенные издержки включают потерю производительности, прогулы, отсутствие на рабочем месте, низкий моральный дух и хроническую боль.
Во всем мире боль в спине является причиной инвалидности №1.
В среднем работодатели потратили 120 000 долларов на каждую травму на рабочем месте**.
**С учетом прямых и косвенных расходов.
К примеру компаниям, работающим с маржой прибыли 10%, для оплаты этих травм необходим дополнительный объем продаж в размере 1,2 миллиона долларов.
Треть всех травм на рабочем месте касаются опорно-двигательного аппарата. Заболевания, связанные со спиной, составляют 38,5% всех заболеваний этой категории, ассоциированных с работой.
Но и это еще не все! Вспомним такую вещь, о которой говорят редко: перенапряжение на работе. Seismic приводит данные о том, что в Соединенных Штатах из-за инцидентов с перенапряжением было потеряно более 35 миллионов рабочих дней!
Рабочая одежда нового типа
В июле 2022 года Seismic сообщил о создании «умной» рабочей одежды с широким комплексом защитных и вспомогательных функций.
Одежда Seismic™ Powered – это сплав одежды и робототехники. Она предназначена для предотвращения и уменьшения перенапряжения, усталости и травм, обеспечивая пользователя дополнительной силой и стабильностью в неустойчивых положениях. Легкая, дышащая и удобная одежда разработана с использованием запатентованных электрических мышц Flex-Drive™.
Концептуально одежда Seismic состоит из трех слоев.
Первый – это базовый слой видимой одежды, предназначенный для того, чтобы… выглядеть, как одежда!
Второй – это «силовой слой»: робототехника на внешней стороне ноги, доходящая до бедра и включающая нижнюю часть спины. Он предназначен для воспроизведения функциональности мышц, сухожилий и связок, сокращаясь и расслабляясь точно так же, как обычные мышцы, чтобы способствовать движению.
Третий слой компания называет «интеллектуальным». Он представляет собой устройство в стиле Интернета вещей, которое носится на нижней части спины. В то время как для большинства видов одежды не требуется внешних гаджетов, этот слой будет предоставлять данные о движении и позе.
Как описать такую сложную конструкцию в плане внешнего вида? Это предмет верхней одежды в стиле жилета, вдохновленный традиционными рабочими моделями, с поясом для инструментов на талии в форм-факторе carrier.
Костюм Seismic™ был разработан в соответствии со стандартами Управления по охране труда (OSHA) совместно с заинтересованными потенциальными клиентами для защиты позвоночника, верхней и нижней части спины работников в повторяющихся, неудобных и опасных позах. Особое внимание уделялось типичным рабочим позам: стоя, в приседе, стоя на коленях, с наклоном вперед, с отклонением назад.
Костюм автоматически распознает движения рабочего и реагирует на них, а при необходимости обеспечивает поддержку усилия от своих 7 приводов. Он обеспечивает до 10 часов работы и до 100% поддержки в положении стоя, наклоне вперед и наклоне назад – по сути, поддерживая работника без какого-либо напряжения мышц.
Костюм не мешает униформе или средствам индивидуальной защиты, его можно надевать и снимать менее чем за 60 секунд, стирать более 50 циклов и быстро обслуживать, чтобы свести к минимуму время и затраты. Специальные конструктивные детали в выкройке, легкие компоненты из современных конструкционных материалов и низкопрофильный форм-фактор предотвращают повреждения при контакте с внешними предметами. Эти конструктивные детали также обеспечивают увеличенный диапазон движений и маневренность при выполнении задач.
Схема поясняет многоуровневость устройства.
1. Интегрированная модульность.
Управляющая система Mobi 2.0 представляет собой составной ремень, к которому крепятся корпуса с электрическими мышцами Flex-Drive™, и легко устанавливается в одежду.
2. Нейтральное состояние.
После надевания на пользователя скрученные нити, которые находятся в одежде, прикрепляются к компонентному поясу с помощью интерфейса Multi-Connect от Seismics. Электрические мышцы Flex-Drive™ расслаблены.
3. Инициированная поддержка.
В зависимости от позы пользователя и парирующих воздействий от его движений жгут струн электрических мышц Flex-Drive™ начинает скручиваться и сжиматься.
4. Поддержка от искусственных мышц, управляемых серводвигателей.
Используя запатентованный механизм перенаправления и умножения усилий, привод от легких и компактных двигателей обеспечивает подтягивание для полной адаптивной поддержки пользователя.
5. Эргономика, стабильность и равномерность.
Электрические мышцы Flex-Drive™ сокращаются в тщательно подобранном диапазоне: поддержка равномерно распределяется по костюму, обеспечивая владельцу комфортный силовой подпор и стабильность.
Особенности и преимущества: для чего все затевалось
Новейший костюм Seismic, разработанный для обеспечения безопасности работников, быстрее, легче, холоднее и дешевле, чем любое другое решение для экзоскелетов с питанием. Испытания показали, что он уменьшает дискомфорт, усталость и напряжение, достаточно легок и удобен в носке.
Компактный дизайн, не сильно отличающий костюм от привычной рабочей одежды, обеспечивает больший диапазон движений и возможность применения в стесненных условиях.
Seismic™ Powered может работать до 10 часов без перезарядки аккумуляторов. Надевание костюма, его снятие и зарядка просты и удобны.
А что получает работодатель?
Прежде всего — возможность снизить финансовые затраты на травмы опорно-двигательного аппарата (MSDS), полученные на работе, повысить производительность и снизить уровень страховых выплат.
Управляющая система Mobi 2.0 предоставляет аналитическую информацию о данных, что можно широко использовать для интеллектуальных приложений современного предприятия: создания новых инструкций и протоколов охраны труда на рабочем месте, определения наиболее опасных рабочих мест, усиления защиты оборудования и выпускаемой продукции от повреждений.
Обработка данных. Новый функционал умных СИЗ
Расширенные возможности передачи данных управляющей системы Mobi 2.0 служат основой для программ профилактики травматизма и безопасности на рабочем месте и могут помочь определить улучшения рабочей среды при сборе более 1 МБ данных в минуту для анализа движений и поз работников в течение дня.
Данные от костюма надежно передаются и хранятся в «облаке» по любой сети Wi-Fi, где они автоматически обрабатываются для предоставления критически важной информации об эргономике, здоровье и безопасности — такой, например, как частота и время неправильных поз для всех пользователей костюмов. Эти наборы данных могут быть использованы для информирования и улучшения программ и протоколов безопасности.
Сводные отчеты, основанные на такой информации, могут быть переданы работодателям и страховым партнерам для снижения страховых взносов.
Костюм Seismic™ использует непрерывное машинное обучение для распознавания активности и автоматического взаимодействия с пользователем. Со временем данные улучшаются и индивидуализируют способность костюма распознавать позу и активность.
Костюм Seismic™ учится распознавать уникальные положения тела и реагирует, обеспечивая усиление и поддержку, когда это необходимо больше всего. Он записывает информацию и создает отчеты, чтобы лучше понимать характер нагрузок и получать обобщенную информацию с течением времени.
К сведению
Многое из вышесказанного пока представляет собой только намерения, требующие большой и напряженной работы.
Запущена программа краудфандинга: по подписке собираются деньги для создания опытных образцов и продвижения программ усовершенствования.
Справка Гетсиз: Краудфандинг — коллективное сотрудничество людей (доноров), которые добровольно объединяют свои деньги или другие ресурсы, как правило, через Интернет.
Тем не менее компания обещает, что костюм Seismic™ Powered поступит в продажу в первом квартале 2023 года.
И пускай сегодня инновационная разработка представляет собой в значительной мере скорее манифест, нежели завершенное изделие, которое применяется на практике. Само ее появление уже важно. В конце концов, технологии есть везде – почему бы им не присутствовать в нашей одежде?
В свое время Циолковский увлеченно размышлял о звездных полетах, теоретизировал, строил прожекты, двигал науку вперед – в дни, когда самолеты были похожи на этажерки…
(11 оценок, среднее: 5,00 из 5)
Загрузка...
Загрузка ...
