Czy widzieli Państwo najnowszy chiński hit kinowy Wędrująca Ziemia 2? Jeśli nie, proszę zwrócić uwagę na spoiler.
Film ożywia klasyczny motyw science fiction: Egzoszkielety.
Podczas gdy The Wandering Earth 2 jest przede wszystkim wytworem wyobraźni reżysera, przedstawienie egzoszkieletów jest bliskie rzeczywistości. Oto mały szczegół: ze względu na duże obciążenie rekwizytów na planie plenerowym, zespół produkcyjny zdecydował się na ich transport za pomocą egzoszkieletów opracowanych przez chińską firmę robotyczną ULS Robotics.
Aktywne i pasywne egzoszkielety, wyjaśnienie
W prawdziwym życiu egzoszkielety są noszone z tego samego powodu, co bohaterowie filmu: wsparcie i pomoc w poruszaniu się. Są one zatem bardzo przydatne w kontekście opieki zdrowotnej. Na przykład, pacjenci z hemiplegią lub ograniczoną mobilnością mogą być wyposażeni w egzoszkielety kontrolujące ich zakres ruchu, co może poprawić skuteczność rehabilitacji fizycznej.
Egzoszkielety używane w tym kontekście są ogólnie określane jako egzoszkielety pasywne. Te zrobotyzowane urządzenia do noszenia mogą być wyposażone w celu wspierania i trenowania aktywności fizycznej pacjentów podczas rehabilitacji fizycznej. Egzoszkielety medyczne zazwyczaj nie wymagają energii elektrycznej do działania i są zaprojektowane tak, aby były zorientowane na ograniczenia. Ograniczając ruch fizyczny pacjentów w różnych punktach ich ciała, takich jak stawy kolanowe, pomagają symulować naturalny chód, potencjalnie poprawiając wyniki rehabilitacji.
Ich właściwości redukujące wagę i pochłaniające wstrząsy mogą również pomóc pacjentom lepiej radzić sobie z rygorami sesji fizjoterapeutycznych, zwłaszcza tym, którzy są w znacznym stopniu unieruchomieni.
Egzoszkielety medyczne były początkowo przedmiotem zainteresowania Zhenhua Xu, założyciela ULS Robotics, kiedy zaczął rozwijać tę technologię. Xu miał jednak trudności z przezwyciężeniem zewnętrznych ograniczeń technologii: wysokich kosztów i braku alternatywnych przypadków użycia. W tamtym czasie egzoszkielety były używane głównie w szpitalach i były zbyt drogie dla przeciętnego człowieka, a każda jednostka kosztowała ponad tysiące dolarów.
Oprócz zastosowań medycznych, technologia egzoszkieletów jest istotna zarówno w sektorze wojskowym, jak i przemysłowym. W szczególności fabryki są bardziej otwarte na promocję i wdrażanie tej technologii, tworząc bardziej sprzyjające środowisko dla jej rozwoju.
Egzoszkielety wykorzystywane w działalności przemysłowej mogą przypominać to, co konwencjonalnie uważa się za "zbroję science-fiction". Należą one do kategorii aktywnych egzoszkieletów i są zazwyczaj zasilane w celu zwiększenia siły fizycznej i wytrzymałości przy jednoczesnym zachowaniu elastycznego zakresu ruchu. Takie egzoszkielety są zatem przydatne, gdy są wykorzystywane do wykonywania pracochłonnych zadań, takich jak budownictwo i górnictwo, szczególnie w scenariuszach niedeterministycznych.
Obecne egzoszkielety stosowane w warunkach przemysłowych można podzielić na dwa rodzaje: pełne i modułowe. Egzoszkielety modułowe koncentrują się tylko na niektórych częściach ciała, takich jak talia lub kończyny. Można je również podzielić na podkategorie w oparciu o ilość zapewnianego wsparcia i są one zwykle wyrażane w kilogramach, w oparciu o korzyści wynikające z redukcji wagi:
Istnieją również inne warianty egzoszkieletu. Przykładowo, modułowe egzoszkielety zostały wykorzystane do wsparcia odcinka lędźwiowego kręgosłupa pracowników, a tym samym zmniejszenia częstości występowania chorób zawodowych związanych z kręgosłupem.
Według Xu, produkty egzoszkieletowe ULS Robotics są zaprojektowane tak, aby zaspokoić potrzeby różnych sektorów, w tym logistyki, produkcji sprzętu AGD, logistyki lotniczej, systemów wytwarzania energii i innych. Egzoszkielety tej firmy są noszone m.in. przez górników, monterów rur i przewoźników. Dla przeciętnego pracownika, który dźwiga ładunek o wadze od 30 do 50 kilogramów i schyla się ponad 1000 razy dziennie, egzoszkielety mogą zapewnić wsparcie fizyczne, które potencjalnie zmienia życie.
Droga do akceptacji głównego nurtu
Podczas gdy ULS Robotics otrzymał certyfikat CE w Europie, wskazujący, że jego produkty spełniają normy bezpieczeństwa i jakości Unii Europejskiej, na rynku egzoszkieletów jest jeszcze wiele do zrobienia, który wciąż jest słabo rozwinięty w kilku obszarach, takich jak oprogramowanie, sprzęt i inne aspekty, takie jak surowce.
W międzyczasie ULS Robotics stale rozwijał swoje produkty egzoszkieletowe, aby zoptymalizować trzy kluczowe aspekty: Koszt, stabilność i kompaktowość. W 2019 roku egzoszkielet talii pierwszej generacji ważył 10 kilogramów i mógł przenosić maksymalne obciążenie 20 kilogramów. Najnowsza wersja waży teraz 5,8 kilograma i może udźwignąć o 50 % więcej (30 kilogramów) niż oryginalna wersja.
Chińska firma zajmująca się robotyką stworzyła również platformę Internet-of-Things, która jest w stanie zarządzać egzoszkieletami podczas zbierania danych w czasie rzeczywistym. Platforma oferuje konfigurowalne doświadczenie użytkownika, które pozwala mu dostosować ustawienia do różnych przypadków użycia. Użytkownicy mogą na przykład dostosować wsparcie wagi zapewniane przez egzoszkielet dla każdej części ciała, takiej jak biodra, ramiona i nogi. Oprogramowanie umożliwia również śledzenie ruchu i otoczenia, ułatwiając analizę intencji ruchu.
ULS Robotics nie jest osamotniony w dziedzinie rozwoju egzoszkieletów. Ottobock, niemiecka firma zajmująca się technologią ortopedyczną, oraz japońska firma Innophys to przykłady innych twórców technologii egzoszkieletów. Międzynarodowe korporacje, takie jak Samsung i Honda, również badają wykorzystanie egzoszkieletów w celu zapewnienia wsparcia fizycznego i mobilności dla osób starszych.
Według Xu, ponieważ technologia egzoszkieletów wciąż znajduje się na wczesnym etapie rozwoju, punkt krytyczny będzie prawdopodobnie zależał od jej akceptacji przez ogół populacji w najbliższej przyszłości.
W przemyśle egzoszkielety mogą uzupełniać bezzałogową lub autonomiczną robotykę, poprawiając interakcje człowiek-robot, jednocześnie przewidując i dostosowując się do wzorców zachowań. Mogą być również wykorzystywane przez pracowników, którzy muszą szybko dostosowywać się do zmian w swoim otoczeniu, szczególnie tych pracujących w przemyśle wytwórczym, logistycznym i chemicznym. Egzoszkielety mogą poprawić ich wydajność, jednocześnie zmniejszając ryzyko zagrożeń zawodowych.
Ponadto w krajach o starzejącej się sile roboczej, takich jak Japonia, Korea Południowa oraz część Europy i USA, przepisy dotyczące bezpieczeństwa i higieny pracy oraz rosnący nacisk na zdrowie i bezpieczeństwo oferują możliwości zwiększenia popytu na produkty egzoszkieletowe.
Niemniej jednak, czas osiągnięcia dojrzałości technologii egzoszkieletu różni się w zależności od firmy, w zależności od sprzętu i oprogramowania.
Jeśli chodzi o sprzęt, wyspecjalizowane firmy mogą mieć wyraźną przewagę pod względem szczegółów technicznych i projektów.
Głównym problemem, z którym boryka się większość firm w tym sektorze, jest brak zdolności produkcyjnych chipów.
ULS Robotics specjalizuje się w oprogramowaniu, ponieważ niezależnie opracowała swoją podstawową technologię egzoszkieletu i zgłosiła ponad 40 patentów i praw autorskich do oprogramowania w ciągu zaledwie kilku lat. Jej wysiłki nie pozostały niezauważone, ponieważ firma niedawno zamknęła rundę Serii A, aby sfinansować rozwój nowych produktów i działania marketingowe.
Źródło: Koniec z science fiction: egzoszkielety są gotowe, by pomóc ludziom | KrASIA (kr-asia.com)
