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机器人外骨骼很快就会出现在你附近的工厂 仓库或军队里

人工智能 2019-12-11 11:06:19

几十年来,外骨骼一直是科幻小说想象的主要部分:想想托尼·斯塔克(Tony Stark)的钢铁侠(Iron Man)服装,或者外星人瑞普利(Ripley)的移动容器(以及与异形女王的战斗)。但随着机器人外骨骼开始进入工厂和建筑工地,这些愿景正在成为今天的工业现实。

而医疗使用旨在协助康复或者帮助人们本来斗争,在商业世界机器人外骨骼允许工作人员携带较重的负载比否则,或工作不舒服的位置,如用手开销,长时间之前感到紧张和疲劳。

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有两种主要类型的外骨骼:无源的,没有马达或驱动器;有动力的,有马达或驱动器。被动外骨骼可以帮助穿戴者支撑身体,重新分配体重和身体压力,而动力外骨骼通常用来增强工人的体力,使他们能够移动或携带更重的重量。这两种趋势都开始蔓延到需要工人从事重复性、体力劳动的行业。

汽车和航空制造商是第一批采用系外装的大品牌:宝马、奥迪、福特和波音已经开始推出系外装。福特去年宣布,将在旗下15家工厂推广Ekso Bionics公司生产的被动EksoVests,以“帮助减轻工人在被要求做高空作业时身体上的负担”。这套衣服支撑着员工的手臂,让他们在头顶上工作,并给他们5到15磅的提升帮助。

福特的外骨骼支撑着员工的手臂,让他们在头顶上工作。

到目前为止,福特被认为是外骨骼系统的最大用户之一,但其他汽车制造商也在使用外骨骼系统,尽管有几家公司选择了自己建造而不是现成的系统。今年早些时候,现代推出了自己的外骨骼背心VEX。

现代汽车表示,这种背部磨损的外骨骼“针对的是生产线上的工人,他们的工作主要是架空的,比如那些为汽车底部安装螺栓、安装刹车管和安装排气装置的工人”,预计将在现代汽车工厂推出。与此同时,通用汽车与美国国家航空航天局(NASA)合作开发了一种机械手套,可以帮助佩戴者在长时间握住一个物体或举起一件设备时增加力量,从而降低扭伤或受伤的可能性。

现代今年早些时候推出了外骨骼。

在家门口,建筑行业也正在成为外骨骼的另一个重要用户。例如,建筑商威尔莫特·迪克森(Wilmott Dixon)去年就开始在加的夫的一处工地试点ExoVest。

推动外骨骼在建筑行业和汽车行业推广的一个因素是,它有可能减少工人受伤,并使熟练工人能够工作更长时间。

“真正腾飞的是工业和建筑领域,那里的劳动力正在老化。许多年轻人不愿从事这些制造工作,因此人们需要在这方面提供帮助的设备,”亚利桑那州立大学(Arizona State University)人类机器集成实验室(human machine integration lab)教授托马斯•休格(Thomas Sugar)表示。

他说,因此,使用机器人外骨骼的公司实际上是在告诉员工,他们仍然可以做和以前一样的工作,而且不会太疲劳。“疲劳总是一个司机走向受伤的方向。”

到目前为止,外骨骼的大多数工业应用都涉及到身体孤立部位的被动系统,比如背部或手部,而外骨骼制造商现在正转向制造全身套装。Sarcos是第一批将其全身设计——Guardian XO推向市场的公司之一。XO也是目前市场上为数不多的动力外骨骼之一,主要针对军事应用——它最近赢得了向美国特种作战司令部提供XO的合同。

不过,外骨骼在军事上的应用——至少在短期内——可能会侧重于后勤保障,并允许军事人员移动重型装备,而不是超级士兵(不久前,一项名为“塔洛斯”(Talos)的外骨骼战斗服的计划被搁置了)。

“目前,对于军事系统来说,(动力外骨骼)有点太大了,它们需要太多的电力,而且它们有一点太吵。但是如果你在制造工厂,你可以给电池充电,如果有一点吵,没关系。你知道,你可以戴上它三个小时,然后把它取下来,然后再戴上它三个小时。但是对于军队来说,这是一个难题,因为你需要一些可以持续很长时间的东西,非常安静,它必须为它的重量付出代价,所有那些类型的东西。只是更困难,”休格说。

参见:丰田、松下2020年东京机器人项目

更小的单位而不是全身系统可能是第一个推出了更显著的军事:triallinga洛克希德·马丁公司的动力是美国陆军的外骨骼,缟玛瑙,穿在腿减少用户的膝盖上的负载,以及theDelphy Exoboot,脚踝也做了类似的工作。

ABI Research的高级分析师莱恩•惠顿(Rian Whitton)预计,在短期内,被动式太空服将成为外骨骼装备的主要组成部分,再过12至18个月,该行业就会出现成千上万套的此类装备。

他说:“我认为被动战衣将被部署在这个范围内,如果不是现在,那么很快就会被部署。他们已经在美国的丰田工厂部署了数千辆。我认为被动外骨骼确实有未来,但是对于动力外骨骼来说,我认为技术上的挑战要难得多。考虑到(动力西装的)额外费用,这对大型终端用户来说是一个难得多的价值主张,在真正开始之前,需要进行更多的验证,”惠顿表示。

验证的问题可以帮助启动器启动外骨骼的更实质性的生长阶段;有关外骨骼的长期投资回报率的信息仍在收集中,企业可能需要看到更多关于套装如何影响其利润的确凿数据,尤其是考虑到更复杂系统的高昂价格。

ABI的惠顿预计,新的商业模式将会发展,将企业的外骨骼支出从资本支出转移到运营支出。“我认为,这些公司试图做的是将市场转向基于服务的商业模式。他们共同构建物联网平台,人们不买这些适合前期而是出租,然后聚合的数据从身体上所有的传感器,位置,工作,和运动,可以转移到可行的数据分析解决方案,提供了附加价值随着时间的推移,”他说。

通过收集和分析来自外骨骼的数据,制造商们大概希望能够证明他们的系统能够通过减少疲劳,提高工人的工作效率,从而实现投资回报,同时降低工人的受伤程度以及相应的补偿。不过,也有可能是通过减少穿戴者的活动范围,以及要求员工穿戴“一码通”的沉重外骨骼,外骨骼最终会取代而不是减轻身体的压力。

除了开发新的服务模式和对外骨骼使用进行更长期的研究外,未来还有其他挑战。缺乏技术和实践标准也证明是有问题的。与新技术一样,在市场竞争中,制造商在标准制定者跟上之前就推出了系统。这个问题已经得到了业内人士的认可,相关标准目前也在制定中,但很明显,外骨骼的时代已经开始了。

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