A energia fluida pode desempenhar um papel nos exoesqueletos vestíveis?

Na Conferência de Pesquisa e Inovação em Energia Fluida desta semana, realizada no Hyatt Regency Minneapolis, o professor Thomas G. Sugar (foto abaixo, à esquerda) da Universidade Estadual do Arizona discutiu as tendências dos robôs vestíveis e quais oportunidades esses dispositivos possuem para a tecnologia de energia fluida.

A chave para esses dispositivos, argumentou Sugar, é que mais e mais humanos estão simplesmente morrendo de decadência - estamos envelhecendo à medida que a medicina melhorou. E mesmo para pessoas com doenças - digamos, câncer, doenças cardíacas ou diabetes - geralmente é mais difícil caminhar, subir e descer, levantar objetos.

"As pessoas estão envelhecendo e ainda querem andar, ainda querem ser ágeis", disse Sugar, observando que se acredita que a sessão contribua para diabetes, doenças cardiovasculares e maiores riscos de outros tipos de mortalidade. “Precisamos andar, para que os sistemas vestíveis sejam necessários. Nós precisamos andar.

sugarSugar disse que a base de tecnologias para wearables está aqui agora.

“Temos baterias, microprocessadores. Você sempre precisará de atuadores melhores, mas existem sistemas por aí. Os robôs vestíveis são essenciais para o mercado da saúde, mercado assistido, fabricantes, forças armadas e recreação. ”

Seja trabalhando em exoesqueletos, órteses ou próteses, ele disse que os designers precisam criar dispositivos que interajam perfeitamente com o usuário; você não pode forçá-los a algum tipo de movimento. A pessoa precisa ser capaz de andar e fazer com que o robô os siga - você não pode interromper os ciclos da marcha ou o movimento normal. As pessoas querem poder se mover confortavelmente. E os exoesqueletos maciços que muitas pessoas imaginam não são a realidade no futuro próximo, unidades menores - idealmente 10 libras ou menos de peso - são ideais. Sugar disse que, nos testes, as pessoas que usavam dispositivos maiores, na faixa de 8 kg, sentiam que estavam caminhando por uma piscina ou que era como um equipamento de exercício.

A equipe de Sugar criou um exoesqueleto do quadril, com 10% de aumento metabólico. Ele disse que na verdade é 10% mais fácil de executar com o dispositivo do que nenhum dispositivo. Eles também tinham pessoas correndo rápido - 20 quilômetros por hora. Eles têm se concentrado nos ângulos de fase para ajudar no fornecimento de energia ao usuário, observando a velocidade e a posição dos membros.

O Sugar detalhou alguns dos inúmeros aspectos dos wearables atualmente em desenvolvimento, incluindo:

• Dispositivos que movem os quadris e joelhos, forçando as pessoas a seguir um padrão de caminhada

• Próteses que podem testar a rigidez em um usuário individual e ajustá-lo

• Dispositivos especificamente para amputados (grande número de amputados de veteranos militares e diabéticos)

• Exoesqueletos de reabilitação anexados a esteiras para permitir que as pessoas andem

• Dispositivos que permitem que as vítimas de derrame pratiquem tarefas repetitivas e construam essas vias neurais

• Dispositivos de compensação de gravidade usados ​​em pacientes com distrofia muscular

• Vestíveis que permitem que os idosos se levantem com sucesso das cadeiras

• Sistemas musculares pneumáticos para uma variedade de usos assistenciais

• Sistemas hidráulicos para coleta de grandes pesos, adequados para usos em armazenagem

• Dispositivos que atam às ferramentas de trabalho e reduzem a carga no usuário, como um ancinho usado para depositar asfalto

• Dispositivos de assistência à mão que permitem ao usuário segurar melhor objetos

• As chamadas cadeiras sem cadeira, que permitem ao usuário agachar - elas se travam no lugar, para que o usuário possa trabalhar em uma posição desconfortável

• Dispositivos recreativos, que auxiliam no esqui - usando dispositivos de represamento pneumáticos ou hidráulicos para os joelhos, e

• Ajude os dispositivos a deixar os corredores recreativos correrem mais rápido

Sugar enfatizou que a vida útil da bateria e a durabilidade dos componentes são as principais preocupações.

“O exército disse que queria que um soldado fizesse uma marcha de oito horas, ou seja, de 5.000 a 8.000 passos. Com uma bateria de íon de lítio de 5 A, 24 V, fazemos oito horas de marcha. Você só pode fazer isso se armazenar energia adequadamente ”, disse ele. “Normalmente, usamos uma bateria de 1 libra, que oferece cerca de três horas de vida, apenas caminhadas contínuas, e a idéia é que você troque. Esse não é o problema. O problema maior é [no setor privado], o Medicare pagará apenas um tornozelo a cada cinco anos; portanto, você precisa de um dispositivo que possa fazer cerca de dez shows, o motor e os rolamentos precisam fazer cerca de 10 shows - então o ciclo de vida é o maior preocupação. "

Tanto a hidráulica quanto a pneumática podem encontrar nichos em dispositivos portáteis nos próximos anos, e Sugar enfatizou que o setor deve considerar olhar mais para a robótica suave, onde a pneumática é obviamente um fator crítico.

"Há um grande esforço nisso, para fugir de dispositivos grandes e desajeitados", disse ele.

E para hidráulica, onde pode ser mais adequado para lidar com cargas?

“Ainda existe essa necessidade de as pessoas carregarem e descarregarem coisas. Eu conheci o CEO do Walmart em uma conferência há duas semanas e ele disse: 'Bem, todos esses robôs nos centros de distribuição são perfeitos - e os centros de distribuição são robóticos, e é definitivamente para onde estamos indo . Mas eu tenho 11.000 lojas e, em média, dois caminhões vão a cada loja a cada noite, então temos que descarregar 22.000 caminhões todas as noites - ainda há necessidade de humanos por lá. ””