Haben Sie den jüngsten chinesischen Blockbuster The Wandering Earth 2 gesehen? Wenn nicht, Spoiler-Alarm.
Der Film erweckt eine klassische Science-Fiction-Trope zum Leben: Exoskelette.
Während The Wandering Earth 2 in erster Linie ein Hirngespinst des Regisseurs ist, ist die Darstellung von Exoskeletten realitätsnah. Hier ist eine kleine Kleinigkeit: Aufgrund der hohen Belastung der Requisiten für das Outdoor-Set entschied sich das Produktionsteam für den Transport mit Exoskeletten, die vom chinesischen Robotikunternehmen ULS Robotics entwickelt wurden.
Aktive und passive Exoskelette, erklärt
Im wirklichen Leben werden Exoskelette aus dem gleichen Grund angelegt wie die Charaktere im Film: Mobilitätsunterstützung und -unterstützung. Sie sind daher sehr gut auf den Kontext des Gesundheitswesens anwendbar. So können beispielsweise Patienten mit Halbseitenlähmung oder eingeschränkter Mobilität mit Exoskeletten ausgestattet werden, um ihren Bewegungsumfang zu steuern, was die Wirksamkeit der körperlichen Rehabilitation verbessern könnte.
Exoskelette, die in diesem Zusammenhang verwendet werden, werden allgemein als passive Exoskelette bezeichnet. Diese robotischen Wearables können so ausgestattet werden, dass sie die körperliche Aktivität der Patienten während der körperlichen Rehabilitation unterstützen und trainieren. Medizinische Exoskelette benötigen in der Regel keinen Strom, um zu funktionieren, und sind so konzipiert, dass sie auf Einschränkungen ausgerichtet sind. Indem sie die körperliche Bewegung der Patienten an verschiedenen Punkten ihres Körpers, wie z. B. ihren Kniegelenken, einschränken, tragen sie dazu bei, den natürlichen Gang zu simulieren, was möglicherweise die Rehabilitationsergebnisse verbessert.
Ihre gewichtsreduzierenden und stoßdämpfenden Eigenschaften können Patienten auch dabei helfen, die Strenge der Physiotherapiesitzungen besser zu bewältigen, insbesondere bei Patienten mit erheblicher körperlicher Immobilität.
Medizinische Exoskelette standen zunächst im Fokus von Zhenhua Xu, dem Gründer von ULS Robotics, als er mit der Entwicklung der Technologie begann. Xu fiel es jedoch schwer, die äußerlichen Einschränkungen der Technologie zu überwinden: hohe Kosten und das Fehlen alternativer Anwendungsfälle. Zu dieser Zeit wurden Exoskelette hauptsächlich in Krankenhäusern verwendet und waren für den Durchschnittsbürger unerschwinglich, da jede Einheit mehr als Tausende von Dollar kostete.
Neben den medizinischen Anwendungen findet die Exoskelett-Technologie sowohl im militärischen als auch im industriellen Bereich Relevanz. Insbesondere Fabriken sind tendenziell offener für die Förderung und Implementierung der Technologie, wodurch ein günstigeres Umfeld für das Wachstum der Technologie geschaffen wird.
Exoskeletons used for industrial activities may resemble what is conventionally regarded as “sci-fi armor.” They fall under the category of active exoskeletons and are typically powered to enhance physical strength and endurance while retaining a flexible range of motion. Such exoskeletons are therefore useful when utilized to perform labor-intensive tasks such as construction and mining, particularly in non-deterministic scenarios.
Current exoskeletons deployed in industrial settings can be further categorized into two types: full-body and modular. Modular exoskeletons focus only on certain body parts, such as the waist or limbs. They can also be subcategorized based on the amount of assistance provided and are typically expressed in kilogram units, based on the weight reduction benefits:
Es gibt noch weitere Exoskelett-Varianten. So wurden beispielsweise modulare Exoskelette eingesetzt, um die Lendenwirbelsäule der Arbeiter zu stützen und so das Auftreten von wirbelsäulenbedingten Berufskrankheiten zu reduzieren.
Laut Xu wurden die Exoskelett-Produkte von ULS Robotics so konzipiert, dass sie den Anforderungen verschiedener Sektoren gerecht werden, darunter Logistik, Herstellung von Haushaltsgeräten, Luftfahrtlogistik, Stromerzeugungssysteme und mehr. Seine Exoskelette werden unter anderem von Bergleuten, Rohrlegern und Transportern getragen. Für den durchschnittlichen Arbeiter, der eine Last zwischen 30 und 50 Kilogramm trägt und sich mehr als 1.000 Mal am Tag bückt, können Exoskelette eine körperliche Unterstützung bieten, die potenziell lebensverändernd ist.
Der Weg zur Mainstream-Akzeptanz
Während ULS Robotics in Europa die CE-Zertifizierung erhalten hat, die darauf hinweist, dass seine Produkte die Sicherheits- und Qualitätsstandards der Europäischen Union erfüllen, liegt ein langer Weg vor dem Exoskelett-Markt, der in mehreren Bereichen wie Software, Hardware und anderen Aspekten wie Rohstoffen noch unterentwickelt ist.
In der Zwischenzeit hat ULS Robotics seine Exoskelett-Produkte kontinuierlich weiterentwickelt, um drei Schlüsselaspekte zu optimieren: Kosten, Stabilität und Kompaktheit. Im Jahr 2019 das Taillen-Exoskelett der ersten Generation 10 Kilogramm und konnte eine maximale Belastung von 20 Kilogramm tragen. Die neueste Version wiegt jetzt 5,8 Kilogramm und kann 50 % mehr Gewicht (30 Kilogramm) tragen als die ursprüngliche Version.
Das chinesische Robotikunternehmen hat auch eine Internet-of-Things-Plattform geschaffen, die in der Lage ist, Exoskelette zu verwalten und gleichzeitig Daten in Echtzeit zu sammeln. Die Plattform bietet eine anpassbare Benutzererfahrung, die es ihnen ermöglicht, ihre Einstellungen an eine Vielzahl von Anwendungsfällen anzupassen. Zum Beispiel können Benutzer die Gewichtsunterstützung durch ein Exoskelett an jedem Körperteil wie Hüfte, Armen und Beinen anpassen. Die Software ermöglicht auch die Bewegungs- und Umgebungsverfolgung und erleichtert so die Analyse der Bewegungsabsicht.
ULS Robotics ist auf dem Gebiet der Entwicklung von Exoskeletten nicht allein. Ottobock, ein deutsches Unternehmen für Orthopädietechnik, und das japanische Unternehmen Innophys sind Beispiele für weitere Entwickler von Exoskelett-Technologie. Multinationale Konzerne wie Samsung und Honda untersuchen ebenfalls den Einsatz von Exoskeletten, um ältere Menschen körperlich und mobil zu unterstützen.
Der Wendepunkt, an dem sich die Exoskelett-Technologie noch in einem frühen Entwicklungsstadium befindet, wird laut Xu wahrscheinlich von ihrer Akzeptanz in der allgemeinen Bevölkerung in naher Zukunft abhängen.
In der Industrie können Exoskelette die unbemannte oder autonome Robotik ergänzen, die Mensch-Roboter-Interaktionen verbessern und gleichzeitig Verhaltensmuster vorhersagen und sich an diese anpassen. Sie können auch von Arbeitnehmern genutzt werden, die sich schnell an Veränderungen in ihrer Umgebung anpassen müssen, insbesondere von Arbeitnehmern, die in der Fertigungs-, Logistik- und Chemieindustrie arbeiten. Exoskelette können ihre Effizienz verbessern und gleichzeitig das Risiko von Berufsrisiken verringern.
Darüber hinaus bieten in Ländern mit einer alternden Belegschaft wie Japan, Südkorea und Teilen Europas und der USA Arbeitsschutzgesetze und eine wachsende Betonung von Gesundheit und Sicherheit Möglichkeiten, die Nachfrage nach Exoskelettprodukten anzukurbeln.
Nichtsdestotrotz variiert der Zeitplan für das Erreichen der Reife der Exoskelett-Technologie von Unternehmen zu Unternehmen, abhängig von Hardware- und Softwareüberlegungen.
Bei der Hardware können spezialisierte Unternehmen deutliche Vorteile in Bezug auf technische Details und Designs haben.
Das Hauptproblem, das für die meisten Unternehmen in diesem Bereich nach wie vor besteht, ist ihr Mangel an Chipproduktionskapazitäten.
Spezifisch für ULS Robotics liegt seine Expertise im Bereich Software, da es seine Kerntechnologie für Exoskelette unabhängig entwickelt und innerhalb weniger Jahre über 40 Patente und Software-Urheberrechte angemeldet hat. Seine Bemühungen sind nicht unbemerkt geblieben, da das Unternehmen kürzlich seine Serie-A-Runde abgeschlossen hat, um die Entwicklung neuer Produkte und seine Marketingbemühungen zu finanzieren.
