Denne Smart Exosuit kan bli slitt av fremtidens første respondere

Iron Man's metallic suit kan være i stand til å fly og komme fullpakket med utallige futuristiske gadgets, men det kommer aldri til å skje. En ironclad 225 pound exosuit er ikke ekstern praktisk når du vurderer at den amerikanske mannen eller kvinnen veier mellom 196 og 168 pounds, ifølge CDC. En flygende, granat-lansering dress er ikke alt som er nyttig hvis du ikke kan løfte hodet.

Derfor er to lag av forskere blitt hørt på jobb og utviklet et tilpassbart exosuit som veier en brøkdel av den fiktive antikken Tony Stark kjører rundt. Drakten kombinerer stoffkomponenter med batteridrevne movers for å danne et system som veier like under 20 pounds (9 kilo). Sammenlignet med Ironman-drakten er dens evner litt mindre tegneserie - mer om å skyve grensene for menneskelig utholdenhet i motsetning til å plukke ut ørkenboliger med guidede missiler - men har fortsatt potensial til å være banebrytende (det er også ekte).

David Perry, en stabsingeniør ved Harvard University og medforfatter av studien som utviklet denne roboten, forteller Omvendt Det kan hjelpe soldater som marsjerer gjennom tøft terreng, hjelper brannmenn med tung belastning, eller til og med hjelpe eldre mennesker som har problemer med å gå på grunn av forstyrrelser som Parkinsons sykdom, mens de er minimalt påtrengende.

"Når du går med systemet begynner det å falme inn i bakgrunnen. Du glemmer nesten at du har på deg en robot, sier han om eksosutten som ble presentert på I8E International Conference on Robotics and Automation (ICRA) i mai. "Du blir påminnet så snart den er slått av, men uten hjelp hjelper du plutselig at du går i sand."

Gjør eksosutene til virkelighet

Klærne binder tekstilmateriale til brukerens midje, lår og kalver. Disse komponentene er festet til et batteri inne i en ryggsekk som driver aktuatorene som gir motorstøtte til de nevnte kroppsdelene. Perry og hans team løp en feltprøve i samarbeid med Army Research Labs som hadde soldater kledd opp med exosuiten og gikk gjennom en 12 kilometer langrennsbane, noe som viste at deres system ikke bare var begrenset til laboratorieinnstillinger.

Dette ble deretter supplert med en andre studie publisert i Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation (JNER), som optimaliserte hvor mye strøm eksosuiten leverer til bestemte tider. Denne oppgraderingen måler hvor mye kraft brukeren utøver, og hvordan de beveger seg for å gi tilpasset hjelp til hver enkelt som bærer drakten. Tanken er å gi deg utbrudd av energi når du trenger dem mest.

"Personifiseringsmetoden som ble foreslått i dette papiret var ment å maksimere mengden assistanse som ble levert til hver bruker med hensyn til individuell gåmønster, nærmere bestemt maksimere mekanisk kraft som ble levert til brukerens ankelsled under push-off", forklarer Sangjun Lee, første forfatter av både ICRA og JNER studier og Harvard Ph.D. Kandidat.

Studien fant denne metoden redusert metabolismen kostnadene - eller mengde kalorier brent - å gå med omtrent 15 prosent i forhold til å gå uten eksosut på.Ifølge The American Council of Exercise brenner en 120 pund person rundt 11,4 kalorier per minutt, så hvis de kjørte en 10-minutters mil, ville de brenne 114 kalorier. Hvis de ville gjøre det samme med exosuiten som ville bli kuttet ned til 97 kalorier. Dette virker ikke som en stor forskjell, men designet er der Perry og Lee arbeid skinner.

Hvem bruker Exosuits

For tiden har de mest brukte eksosene blitt implementert i fabrikker for å hjelpe arbeidstakere med lange og mektige skift, et eksempel er EksoVest brukt på Ford fabrikker. Disse er stive og brukes hovedsakelig til overheadoppgaver for å hjelpe arbeidstakere å holde armene opp uten å presse skuldrene eller ryggen. Men dette er åpenbart en ganske stor begrensning så langt som hva du kan gjøre når du har på deg det. ICRA og JNER studier, derimot, gir en kostyme som er skikkelig nok til at de første respondentene enkelt kan bære sammen med sine vanlige uniformer.

For tiden er ReWalk - et roboter selskap fokusert på rehabilitering - tar en medisinsk versjon av exosuit gjennom kliniske forsøk. I fremtiden håper Perry å samarbeide med militærfokuserte selskaper for å gi dem denne teknologien på banen.

"Dette er definitivt en spennende og troverdig fremtid. Systemet fremhevet i vårt papir er utformet for å gjøre det lettere å gå, slik at redningsarbeidere og brannmenn får hjelp mens de har tung last oppover trappene og ut til folk som trenger hjelp, sier han. "Det er fortsatt mye å lære og forbedre, men ReWalk tar de første kommersialiseringsstrinnene nå med vårt medisinske system, og flere applikasjoner er ikke for langt bak."

Hvis eksos som dette selv er i stand til å redusere kaloriforbruket med et fjerdedel, kan vi se en fremtid der fagfolk som har intense, fysisk krevende arbeidsplasser, må bruke dem. Brannmenn kan være de neste Iron Men.