¿Puede Fluid Power desempeñar un papel en los exoesqueletos portátiles?

En la Conferencia de Innovación e Investigación sobre Energía Fluida de esta semana, celebrada en el Hyatt Regency Minneapolis, el profesor Thomas G. Sugar (en la foto, abajo a la izquierda) de la Universidad Estatal de Arizona discutió las tendencias en los robots portátiles y las oportunidades que estos dispositivos tenían para la tecnología de energía fluida.

La clave de estos dispositivos, argumentó Sugar, es que cada vez más humanos simplemente están muriendo por la descomposición: estamos envejeciendo a medida que la medicina ha mejorado. E incluso para las personas con enfermedades, por ejemplo, cáncer, enfermedades cardíacas o diabetes, a menudo es más difícil caminar, subir y bajar, levantar objetos.

"Las personas se están haciendo mayores y todavía quieren caminar, todavía quieren ser ágiles", dijo Sugar, señalando que se cree que estar sentado contribuye a la diabetes, enfermedades cardiovasculares y mayores riesgos de otros tipos de mortalidad. “Necesitamos caminar, de modo que por qué [se necesitan sistemas portátiles]. Necesitamos caminar ".

sugarSugar dijo que la base de las tecnologías para wearables ya está aquí.

“Tenemos baterías, microprocesadores. Siempre necesitará mejores actuadores, pero hay sistemas disponibles. Los robots portátiles son clave para el mercado de la salud, el mercado asistido, los fabricantes, los militares y la recreación ”.

Ya sea que trabaje en exoesqueletos, ortesis o prótesis, dijo que los diseñadores necesitan construir dispositivos que interactúen sin problemas con el usuario; no puedes forzarlos a algún tipo de movimiento. La persona debe poder caminar y hacer que el robot la "siga"; no puede interrumpir los ciclos de la marcha o el movimiento normal. La gente quiere poder moverse cómodamente. Y los exoesqueletos masivos que muchas personas imaginan no son la realidad en un futuro cercano, las unidades más pequeñas, idealmente de 10 lb o menos de peso, son ideales. Sugar dijo que en las pruebas, las personas que usaban dispositivos más grandes, en el rango de 16 lb, sentían que estaban caminando por una piscina o que era como una pieza de equipo de ejercicio.

El equipo de Sugar ha creado un exoesqueleto de cadera, con un aumento metabólico del 10%. Dijo que en realidad es un 10% más fácil de ejecutar con el dispositivo que con ningún dispositivo. También tenían gente corriendo rápido, 12.8 millas por hora. Se han centrado en los ángulos de fase para ayudar a proporcionar potencia al usuario, observando la velocidad y la posición de las extremidades.

Sugar detalló algunos de los numerosos aspectos de los wearables que se encuentran actualmente en desarrollo, que incluyen:

• Dispositivos que impulsan las caderas y las rodillas, obligando a las personas a seguir un patrón de caminar.

• Prótesis que pueden evaluar la rigidez en un usuario individual y ajustarla.

• Dispositivos específicamente para amputados (gran cantidad de amputados de veteranos militares y diabéticos)

• Exoesqueletos de rehabilitación unidos a cintas de correr para que las personas puedan caminar

• Dispositivos que permiten a las víctimas de accidente cerebrovascular practicar tareas repetitivas y desarrollar esas vías neuronales.

• Dispositivos de compensación de gravedad que se usan con pacientes con distrofia muscular.

• Accesorios portátiles que permiten a los ancianos levantarse de las sillas con éxito.

• Sistemas musculares neumáticos para una variedad de usos de asistencia.

• Sistemas hidráulicos para levantar grandes pesos, adecuados para usos de almacenamiento.

• Dispositivos que se unen a las herramientas de trabajo y reducen la carga sobre el usuario, como un rastrillo que se utiliza para colocar el asfalto.

• Dispositivos de asistencia manual que permiten al usuario agarrar mejor los objetos.

• Las llamadas sillas sin silla, que permiten al usuario ponerse en cuclillas; luego se bloquean en su lugar, para que el usuario pueda trabajar en una posición incómoda

• Dispositivos recreativos, que ayudan a esquiar: el uso de dispositivos de amortiguación neumáticos o hidráulicos para las rodillas, y

• Ayudar a los dispositivos a permitir que los corredores recreativos corran más rápido.

Sugar enfatizó que la vida útil de la batería y la durabilidad de los componentes son preocupaciones clave.

“El ejército dijo que querían que un soldado caminara una marcha de ocho horas, por lo que son alrededor de 5,000 a 8,000 pasos. Con una batería de iones de litio de 5 amperios y 24 V, hacemos ocho horas de marcha. Solo puedes hacer eso si almacenas la energía adecuadamente ”, dijo. “Usualmente usamos una batería de aproximadamente 1 libra, que le da aproximadamente tres horas de vida útil, de caminata continua, y la idea es que se cambie. Ese no es el problema. El problema más grande es [en el sector privado], Medicare solo pagará por un tobillo cada cinco años, por lo que necesita un dispositivo que pueda hacer aproximadamente diez conciertos, el motor y los rodamientos deben hacer aproximadamente 10 ciclos de conciertos, por lo que el ciclo de vida es el mayor preocupación ".

Tanto la hidráulica como la neumática pueden encontrar nichos en dispositivos portátiles en los próximos años, y Sugar enfatizó que la industria debería considerar mirar más a la robótica blanda, donde la neumática es obviamente un jugador crítico.

"Hay un gran impulso en esto, para alejarse de los dispositivos grandes y torpes", dijo.

Y para la hidráulica, ¿dónde puede ser más adecuada para manejar cargas?

“Todavía existe esta necesidad de que las personas carguen y descarguen cosas. Me reuní con el CEO de Walmart en una conferencia hace dos semanas, y él dijo: 'Bueno, tenemos todos estos robots en los centros de distribución, es perfecto, y los centros de distribución son robótica sin luz, y eso es definitivamente a donde vamos. . Pero tengo 11,000 tiendas, y en promedio, dos camiones van a cada tienda cada noche, así que tenemos que descargar 22,000 camiones todas las noches, todavía hay una necesidad de humanos allí ''.