Ne tako dolgo nazaj so otroci z redko nevrološko boleznijo prvič lahko hodili po zaslugi novega robotskega eksoskeleta. Te naprave - ki so v bistvu robotske obleke, ki dajejo umetno gibanje okončinam uporabnika - postajajo vse bolj pogost način za pomoč ljudem, ki nog ne morejo hoditi. Toda medtem ko so sodobni eksoskeleti večinoma okorni, težki pripomočki, bi jih nove tehnologije lahko olajšale za uporabo in postale bolj naravne. Verjetno ste že uganili, kam gre to: umetno usnje.
Egzoskeleti se razvijajo od šestdesetih let prejšnjega stoletja. Prvi eksoskelet je bil obsežen komplet nog in rokavičastih rokavic, ki so le nejasno spominjale na obleko Iron Man. Moč hidravlike je moral uporabiti, da je industrijskim delavcem pomagal dvigniti stotine kilogramov teže. Ta projekt je bil neuspešen in ni deloval, toda možnosti, ki so sledile, so postajale vedno boljše. Danes lahko ljudje končno uporabljajo eksoskelete za delno izboljšanje lastnih zmožnosti, se znova naučijo hoditi z njihovo pomočjo ali celo komunicirajo z računalniki z dotikom ali "taktilnimi" povratnimi informacijami.
Običajno so te naprave sestavljene iz verige členov in trdnih sklepov, ki delujejo skupaj z lastnimi kostmi in sklepi. Umetni udi so varno pritrjeni na okončine osebe in nadaljujejo njegova gibanja. Eksoskelet lahko nadzoruje računalnik - na primer, če izvaja fizioterapevtsko rutino - ali s spremljanjem električne aktivnosti v uporabnikovih mišicah in podpiranjem sile, ki jo ustvarjajo.
Težko in boleče
Kljub pol stoletja raziskav se eksoskeleti še vedno ne uporabljajo široko. To je predvsem zato, ker jih je bilo dolgo neprijetno nositi, saj se telesa ljudi razlikujejo od kostumov, ki so narejeni kot ena prokrustovska postelja. Nekateri eksoskeleti se bolj prilegajo človeškemu telesu, če pa se robotski sklepi in uporabnikovi pravi sklepi ne vrtijo sinhronizirano, lahko pride do nelagodja ali bolečine. Vse to povečuje togost vsakega dela obleke.
Druga težava, zlasti pri eksoskeletih zgornjega dela telesa, je njihova teža, saj so izdelani iz trpežnih materialov, ki lahko zadržijo velike uteži in podpirajo telo. Sodobne obleke se prav tako slabo spopadajo s spremembami temperature ali dežja, zato jih je težko uporabljati v resničnem svetu. In ljudje se še vedno ne morejo navaditi na svoj videz.
Da bi bili eksoskeleti bolj praktični in prijetni na pogled, potrebujemo inovacije: iz njih moramo narediti "drugo kožo" in ne velikansko robotsko obleko. Običajno eksoskeleti uporabljajo težke elektromotorje, lahko pa tudi lahke pogone kot pnevmatske mišice. Lahko se trudijo podobno kot elektromotorji, le da bodo tehtali nekajkrat manj. Te mišice so sestavljene iz gumijastega mehurja, obdanega s tkanim rokavom. Pod pritiskom se povečajo v premeru in skrčijo v dolžino ter potisnejo spoj. In čeprav so narejeni iz lahkih materialov, lahko uporabijo silo, ki zadostuje za dvig več sto kilogramov.
Promocijski video:
Mehka robotika
Kljub temu pa morajo biti tudi ti lahki pogoni pritrjeni na trdo mehansko strukturo na telesu uporabnika. Znanstveniki s Centra za avtonomne sisteme in robotiko Univerze v Salfordu razvijajo še eno alternativo: mehko robotiko. Ta tehnologija uporablja fizično mehke, napredne materiale za izvajanje enakih nalog kot tradicionalne toge robotske naprave. Posebej so primerni za interakcijo z ljudmi, saj mehka pogosto pomeni svetlobo in je manj možnosti za poškodbe pri udarcu po osebi.
Pred kratkim so razvili nov "mehanski kontinuirani pogon", ki se upogne kot slonovo truplo. Za razliko od tradicionalnega togega robotskega sklepa, ki na enem delu telesa naleti na odpor, se bo po celotni dolžini upogibal v vse smeri. Če bi nosili tesno prilegajočo obleko s takšnimi pogoni, bi lahko imeli mehak eksoskelet, ki se natančno upogne tam, kjer so uporabnikovi sklepi. Zato je obleka popolnoma primerna za različne uporabnike, ne da bi jo bilo treba mehansko prilagoditi ali umeriti. Poleg tega je sistem lahek in ga je mogoče nositi kot oblačila namesto obsežnega mehanskega okvirja.
Eksoskeleti se začnejo tržiti komercialno in v prihodnjih letih bomo verjetno videli veliko novih stvari. Leta 2012 je paralizirana ženska Claire Lomas celo končala Londonski maraton, oblečena v eksoskelet. Toda še vedno je veliko inženirskih izzivov, s katerimi se je treba spoprijeti, preden bomo videli široko uporabo takšnih sistemov. Vsaj potrebujemo način za napajanje teh oblek, ne da bi jih morali priključiti vsake pol ure.
ILYA KHEL