Pozrite si
Hmotnosť a z nej vyplývajúca vysoká energetická náročnosť patria k hlavným prekážkam masového rozšírenia exoskeletonov. Ale práve tieto zariadenia by mohli podstatným spôsobom zmeniť kvalitu života ľuďom s postihnutím pohybového ústrojenstva.
Ďalšou cieľovou skupinou, kde by mohli byť exoskeletony vítanou pomôckou, sú fyzicky pracujúci. Tam môžeme po istej úvahe zaradiť aj armádnu pechotu a rovnakého názoru je aj generalita v mnohých armádach sveta. Tá totiž vývoj exoskeletonov pre vojenské účely podporuje.
Kľúčový je pohon
Systémy pohonu sú najdôležitejšou zložkou exoskeletonov. Aspoň tých aktívnych. Pasívne exoskeletony sú totiž len akousi sofistikovanou verziou barlí a slúžia len ako opora. Pohonné jednotky do značnej miery ovplyvňujú hmotnosť, ale aj výkon exoskeletonu a jeho energetickú účinnosť. Od tej sa zas odvíjajú operačné časy a ďalšie faktory.
Vývojári z Carnegie Mellon University prišli s nádejným riešením. Elektro-adhezívne spojky fungujúce na báze elektrostatickej priľnavosti plechov potiahnutých špeciálnym dielektrickým filmom sa v ňom používajú na ovládanie pružín. Spojka v podobe listu s hmotnosťou len 1,5 gramu dokáže vyvinúť silu 100 N a meniť stav v priebehu 30 ms.
V porovnaní s inými elektricky ovládanými spojkami má nové riešenie trikrát väčší krútiaci moment a o dva rády nižšiu spotrebu energie na jednotku krútiaceho momentu. V experimentálnom exoskeletone bol vytvorený zväzok elektrostatických listov na ovládanie niekoľkých pružín, pričom vyvíjali silu od 14 do 501 N. Každý pružinový prvok mal hmotnosť len 26g.
Nádej aj pre robotiku
Pružinová spojka zabudovaná do členkového exoskeletonu sa počas testov aktivovala len v okamihu, keď noha dosadla na zem. Krútiaci moment dosahoval v priemere 7,3 Nm a spojka spotrebovala 0,6 mW energie.
Vysoký výkon a nízka energetická náročnosť prispeje nielen k ľahším exoskeletonom, ale pri rovnakej kapacite batérií umožní pohyb na oveľa väčšiu vzdialenosť.
Okrem exoskeletonov nájdu takéto elektrostatické spojky uplatnenie aj v pohonoch pre robotiku. Pohyblivosť s dostatočnými stupňami voľnosti a výdrž autonómnych robotov totiž značne zaostáva za ich inteligenciou. Pre ich praktické využitie je však rovnako dôležitá, ako počítačový „mozog“ a senzory.
Zdroj