Yumuşak Robotik Exoskeletonların Yükselişi

Yumuşak robot iskeletleri, insan gücünü artırmak, doğal hareketi kısıtlamak, geleneksel exoskeletonlardan uzaklaşmak, insan vücudu ile uyum içinde çalışan hafif, esnek sistemlere doğru hareket etmek için bir paradigma değişikliği temsil eder.Bu alan, geçmiş on yıl boyunca insan gücünü artırmak ve dayanıklılık artırmak için tasarlanmıştır, doğal hareketi kısıtlayan uygulamalarla, endüstriyel lojistik, askeri operasyonlara ve sert eklemlere güvenir, yumuşak tipler kullanan fiziksel bir cihazla ilgili olarak daha organik bir şekilde yardımcı olabilir.Bu alan, geçmiş on yıl boyunca patlayıcı büyümeyi görmüş ve gelişime sahiptir.

Yumuşak Robotik Exoskeletonları Anlamak

Onların temelinde, yumuşak robot iskeletleri, vücutların doğal kontraksiyonlarına uygun olarak, tipik olarak silikon elastomerlerden, dokuma tekstillerinden, şekil işaretli polimerlerin kullanımı ile ilgili diğer esnek, silinebilir malzemelerden oluşur.Görüntüleme sistemleri, vücutların doğal kontraksiyonlarına uygundur ve insan hareketlerinin tam aralıkları ile birlikte farklı şekillerde çalışır.

Bu cihazların tanım özelliği onların doğal uyumlarıdır. Katı iskeletler, sert temas noktaları ile güçletirerek, mükemmel kinematik hizalama olmaksızın insan eklemlerini güvenli bir şekilde çalıştırabilir ve makine ve daha az hissedebilen bir cihazdır.

Core Technologies Araba Geliştirme

Gelişmiş Yumuşak Malzemeler

Herhangi bir yumuşak exoskeleton temeli, yapılan malzemelerden gelen malzemelerde yatıyor. Araştırmacılar, yardımcı güçlere yardımcı olmak için çok fazla esneklik ve tekrar yükleme döngülerine dayanabilmeleri için yeterli esneklike ihtiyaç duyuyorlar. fiber-reinforced yumuşak kompozitler ile ilgili son gelişmeler iki katın de oldukça uyumlu ve sertleştirici malzemelerle birlikte, biyolojik yaşamın mekanik davranışının mekanik davranışının etkilerini araştırmak için yeterli güce ihtiyaç duyuyorlar.

Actuation Technologies

Bu efekt, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte olan kabloların veya yüksek çözünürlükte (C) ile aynı şekilde sabitlenebilir.

Duyucu Sistemleri

Yumuşak bir exoskeleton için anlamlı yardım sağlamak için, giyimin doğru miktarda güçle doğru anda ne yapmayı ve yanıt vermeyi doğru bir şekilde tespit etmelidir. Bu, birden fazla fizyolojik ve mekanik sinyalleri eş zamanlı olarak ölçebilecek sofistike sensör sistemleri gerektirir.

  • [FONT:0)Electromyography (EMG) sensörler), görünür hareket niyetini tahmin etmek için kaslarda elektrik aktivitesini tespit eden hareket niyetini tespit eden davranışlarda bulundu.
  • [FONT:0) Gerçek ölçüm birimleri (IMU)), bu uzuv yönlendirmeyi takip etmek ve hareket dinamiklerini belirlemek için hızlandırmaya ve hızlandırmaya hız vermek.
  • [FONT:0)Force-sensitive direniciler [[Dönetici:2) ve [[Dönetici sensörleri[Döneticileri) yer alan tekstil arayüzünde yer alan basınç kuvvetleri ve kontak basınçları ölçmek için baskılar ve basınçları ölçmek için baskılar.
  • [FONT:0)Stretch sensörleri[[Dönetici: 1), ortak açıları ve doku deformasyon deformasyonunu izleyen dayanıklılık ilkelerine dayanan veya dirençsiz ilkelere dayanandır.
  • [FONT:0)Ultrasonik transdüserler[Dönemli: 1) kas kalınlığı değişiklikleri sözleşme yoğunluğunın bir göstergesi olarak ölçebilir.

Kontrol Algoritma ve Makine Öğrenme

Yumuşak bir exoskeletondan gelen sensör verileri, sensör akışları ile ayırt edilebilir kontrol algoritmaları tarafından gerçek zamanlı olarak işlenmelidir.(Dönetici sinyalleri ve dikkat çekici sinyaller, farklı kullanıcılar ve aktivitelere adapte olun ve aynı anda birden çok aksiyoncuyu koordine edebilir. Erken sistemler, basit eş tabanlı tetikleyiciler, ancak modern uygulamalar, sensör akışlarında desenleri tanımanın gerektirdiğini tahmin eder.[Döneticiler:0)

Antioksit Exo iskeletleri üzerindeki Karşılaştırmalı Avantajları

Sertliklerin yumuşak iskeletlerinden geçiş, birçok kısıtlamaya neden olan temel avantajlar tarafından yönlendirilir ve genişletilmiş kullanım sırasında yumuşak uçlu robotların kullanımını engelleyen kuvvetler.)Comfort), yerelleştirilmiş baskıyı çarpıcı şekilde azaltır.[Döneticileri)[Döneticileri, söndürücüler, sönüllüleri, sabit olmayan bir şekilde, sabit bir şekilde dağıtıklığa izin veren, sabit olmayan bir hareketle, sabit olmayan bir hareketle, sabit bir şekilde, sabit olmayan bir şekilde, sabit olmayan bir şekilde, sabit olmayan bir şekilde, sabit bir şekilde, sabit olmayan bir şekilde, sabit olmayan bir hareketle birlikte hareketle birlikte hareket eden bir şekilde hareketle ilgili diğer bir şekilde hareketle.

DÖRT:0)Weight ve kombiler önemli ölçüde. Motorlarla sert bir şekilde uçamayan veya metal çerçevede oluşan sertleştirici bir sistemle karşı karşıya kalınması, genellikle yumuşak sistemlerle birlikte yürümenin metabolik maliyetinin önemli ölçüde artacaktır.

[FONT:0] Akustik imza[Dönetici:0] Aynı zamanda askeri ve profesyonel uygulamalar için de geçerlidir. Dökümey ekeratörleri ve elektrikli motorlar belirgin gürültü üretirken, pnömatik ve kablo bazlı yumuşak sistemler neredeyse sessiz çalışır. ).

Anahtar Uygulama Domainleri

Tıbbi Rehabilitasyon ve Yardımcı Bakım

Tıbbi sektör, yumuşak robot iskeletleri için en olgun uygulama alanını temsil eder. Bu cihazlar, hastaların inme, omur kordon yaralanması veya cerrahisi ve nörolojik koşullarla ilgili olarak daha iyileştirici, yumuşak iskeletler sırasında zayıflığa yardımcı olmak için rehabilitasyon ayarlarının yerine getirilmesine yardımcı olmak için rehabilitasyon ayarlarının kullanılmasında daha normal yürüyüş kalıplarında kullanılır.Bu cihazların hafif ve uyumlu doğası, özellikle de çocuk hastalıkları ve hastalar için hassas cilt veya engelli hisler için uygun hale getirir.

Endüstri ve İş Uygulamaları

Endüstriyel ayarlar, çalışanların riskini azaltmak ve üretime girmek için fiziksel zorluklar talep ediyor.(0)) Yumuşak robot iskeletleri, inşaat, inşaat ve savaş, çalışanların yaşamını artırmak için kullanılan fiziksel zorluklara yol açıyor. [0]Back-support exoskeletonlar[Dönersiz)) Bu işten çıkarma sırasında yardımcı olan bazı savunma merkezlerinin en yüksek kalitedeki ekipmanlarını ve yüksek çözünürlükte kullanan firmalara göre daha düşük kaliteli bir şekilde entegre edilmesi ve Ottobock üretime girişini artırmak için.

Askeri ve Taktik Operasyonları

Dünya çapındaki savunma kuruluşları, askeri performansı artırmak ve uzun mesafelere taşımanın fiziksel yükünü azaltmak için aşırı derecede fazla yatırım yaptı. Soft exoskeletonları özellikle askeri uygulamalar için caziptir, çünkü üniforma altında giyebilirler, sessizce çalışır ve savaş senaryolarında gerekli olan dinamik hareketlere müdahale edemezler.U.S. Ordu Askeri Askeri Askeri Personeli Geliştirme Programı) ve 15 °D:2|Defense Advanced Research Projects (DARPA)).

Nüfusları Ağlama Yardımı

Gelişmiş ülkelerdeki Demografik eğilimler, yaşlı yetişkinlerin hareketliliği, bağımsızlık ve yaşam kalitesi için yardımcı olabilecek yumuşak iskeletlere ilgi duyuyorlar. kas gücü, denge ve dayanıklılık, yürüyüş sırasında tork yardımı sağlayan hafif yardımcı cihazlar tarafından kısmen dengelenebilir ve ayakta durgun olmayan sistemlere karşı korunmaya yardımcı olabilir.Bu sistemler, yetişkinlere karşı korunmak için özel bir güven yaratmak için tasarlanmıştır.

Mevcut Sınırlar ve Araştırma Frontiers

Güç ve Enerji Yoğunluğu

Etkileyici ilerlemeye rağmen, yumuşak iskeletler güç ve enerji depolamasında kalıcı kısıtlamalarla karşı karşıyadır.Pekiz sistemleri bazı ağırlık avantajlarına sahip ağır hava tankları veya kompresörleri gerektirir.Aktif kablo tabanlı sistemler daha iyi portability sunar ancak sınırlı çalışma süresi, genellikle bir ila dört saat boyunca yardım seviyesi ve aktivite yoğunluğuna bağlı olarak çalışır. Yüksek enerjili bataryalar geliştirilir, ancak tüm gün operasyonlarında yeterince enerji tasarrufu sağlar.

Durability ve Reliability

Rahat ve uyumlu olan yumuşak malzemeler genellikle sert alternatiflerden daha az dayanıklıdır. Tekrarlanan flexing, ter ve çevresel kirleticilere maruz kalma ve ek noktalardaki yüksek performanslı konsantrasyonlar, yumuşak iskelet bileşenlerinin erkenden başarısız olmasına yol açabilir.Politika ve endüstriyel uygulamalar için ekonomik olarak ilerlemeler, üretim süreçleri ve tasarım yöntemleri gerektirir.TFL yapıları arasında değiştirilebilir.Twed tr|bend tr|bend the the the text the the text the tr|bend the the text the the tr right tr|s the right the tr|s tr|s the right tr|s the the the the the the the the right right tr|s tr|s the the the the the tr|s the the the the the the tr|s tr|s tr|s the the the the the the the the the the the right the the the the the the the the the

Kontrol Kişiselleştirme

İnsan hareketi son derece bireyseldir ve bir kişi için iyi çalışan bir kontrol algoritması, normal kullanım sırasında online olarak adapte olabilecek yaklaşımlara sahip olabilir, ancak sistem davranışını açık insan gözetimi olmadan değiştirirken, bireyselleştirme ve sağlamlık arasındaki ticaret kesinti işlemlerinin aktif bir şekilde gerçekleşmesi gerekir.The tradeoff between personalization and reliable while the system changes to create the operator.

Maliyet ve Accessability

Mevcut yumuşak iskeletler düşük üretim hacmi, özel malzemeler ve tüm sensör gereksinimlerinin azaltılması için kullanılan daha düşük maliyetli malzemeler nedeniyle pahalı kalır. $ on binlerce dolara fiyat, birçok potansiyel kullanıcı için onlara ulaşma imkanı[FLT 1:0) Bu teknolojilere erişim sağlayan daha düşük maliyetli malzemelerle üretilebilir ve özellikle de düşük maliyetli uygulamalar için tüm stratejilere yönelik olarak geliştirilebilir.

Trendler ve Gelecek Yolları

Tekstile Dayalı Tümleşik Sistemler

Yumuşak exoskeleton gelişiminde büyük bir eğilim, aslında ayrı mekanik bileşenlerle basitleştirilebilen, algılayıcı ve kontrol edilen eksperatif ipliklerle birlikte, pastazoelektrik lifleri ve esnek devrelerin fizibilitesi, bu sistemlere bağlı olarak, deriye dayalı olarak uygulanan ve aşınmaya yarayan, deriye uygun olmayan, yumuşak bir şekilde uygulanan eklenmiş olan kozmetik kanalların fizibilitesini göstermektir.

Çok-Sanat Yardımı

Mevcut yumuşak iskeletler genellikle tek eklemlere yardımcı olur, örneğin bir ayak veya kalçaya yardımcı olur, ancak insan hareketi birden fazla eklem ve kas grubuna karşı koordineli bir eylem içerir. ”Ücretsiz exoskeletonlar) Aynı anda birden fazla ortaka yardımcı olabilir, ancak birkaç araştırma grubu daha fazla doğal ve etkili bir augmentasyon sağlamak için potansiyele sahiptir. Bu sistemler, bir ortaka yaklaşmayı sağlamak için daha karmaşık kontrol problemlerini çözmeli, bu yardımı bir araya getirmez.

Aşırılık Artırılmış için yumuşak iskeletler

Daha düşük vücut ötesinde, yumuşak exoskeleton teknolojisi, bir glovenasyon ve uzatma için uyarılır.())Bu cihazlar rehabilitasyonda inme veya el cerrahisi sonrası, tekrarlayan görevleri yerine getiren kişiler için yardım sağlayabilir.Aktif veya kabloya dayalı hareketleyiciler kullanarak, rejit parmakları bağımsız olarak kullanarak, rejitize etmek ve talaşılma veya el cerrahisi sonrası yenilikçi uygulamalardır.

Yumuşak robot exoskeleton geliştirme noktalarının vücut için giderek görünmez hale gelen cihazlara doğru, sıradan kıyafetlerle karıştırın ve ameliyat için özel bir eğitim veya dikkat gerektiren bir geleceğe dair algılayın.Politikalar büyüdükçe kontrol algoritmaları daha da uyarlanabilir hale gelir ve üretim ölçekleri artar, bu sistemler insanların fiziksel iş, yaşlanma ve engelli robotlarla nasıl etkileşime girebilme potansiyeline sahiptir.