В Южной Корее показали костюм со встроенным экзоскелетом — робо-ткань готовы выпускать серийно
Исследователи из Центра передовой робототехники Корейского института машиностроения и материалов (KIMM) сообщили о прорыве в деле массового производства ткани со встроенными «роботизированными» волокнами. Учёные создали станок для фабричного выпуска такой ткани. Представленные образцы волокон при весе 10 граммов способны поднимать до 15 кг груза, обещая снижение нагрузки на мышцы человека в костюме до 40 %. Жить и работать станет намного легче.
Источник изображений: KIMM
Идея использования экзоскелетов в повседневной жизни пока наталкивается на громоздкость существующих решений, основанных на мощных двигателях или гидравлике. Это тяжело и редко удобно, хотя и может быть полезно при длительном переносе негабаритных тяжестей. Также остаются нерешёнными проблемы снижения нагрузки сразу на несколько суставов — в частности, на локоть, плечо и поясницу. Корейская разработка решает эти задачи и обещает сделать технологию настолько массовой, что она изменит производство, медицину и повседневную жизнь.
Исследователи представили станок для автоматизированного плетения «тканевого мышечного» исполнительного механизма (актуатора) на основе сверхтонкой проволоки из сплава с памятью формы (SMA). Эта технология позволяет производить лёгкие и гибкие материалы, подходящие для массового применения, что естественным образом приближает коммерциализацию носимых роботов и экзоскелетов.
Метод производства основан на использовании SMA-проволоки диаметром 25 мкм — примерно в четыре раза тоньше человеческого волоса, которая встраивается в спиралевидную пряжу. В отличие от предыдущих версий с металлическим сердечником, не отличавшихся физической гибкостью и сложных в производстве, новая нить получила сердечник из натурального волокна. Это позволило модернизированному станку обеспечить стабильное и непрерывное плетение робо-ткани. Такие волокна массой всего 10 г способны поднимать нагрузку от 10 до 15 кг, что делает их идеальным компонентом для роботизированной одежды.
Для подтверждения работоспособности концепции учёные создали первого в мире носимого робота в виде одежды массой менее 2 кг, который одновременно поддерживает локоть, плечо и поясницу, снижая мышечную нагрузку более чем на 40 % при выполнении повторяющихся физических задач. Кроме того, был разработан сверхлёгкий робот для поддержки плеча весом 840 г, который пациенты с мышечной дистрофией могут использовать в повседневной жизни. Клинические испытания в больнице Сеульского национального университета (SNUH) показали увеличение диапазона движений плеча более чем на 57 %.
Представленная разработка открывает перспективы для снижения физической нагрузки на работников в логистике и строительстве, а также способствует улучшению качества жизни пациентов. Автоматизированная система производства обеспечивает единообразие и высокое качество материала, закладывая основу для коммерческого выпуска повседневной одежды с функциями экзоскелета.
