Kore Makine ve Malzeme Enstitüsü’ndeki (KIMM) İleri Robotik Araştırma Merkezi’nden bilim adamları, ultra ince elyafları örmek için yeni bir süreç geliştirdiler. şekil hafızası alaşımın (SMA) kumaşa dönüştürülmesi yapay kaslaretkinleştirme giyilebilir robotik Testlerin gösterdiği giysiler, kullanıcının gücünü artırabilir ve kas yükünü %40’a kadar azaltabilir.
Yeni kumaş dokuma süreciyle tasarlanan giyilebilir robotlar şu anda laboratuvar aşamasıyla sınırlı olsa da, çığır açan yöntemin arkasındaki KIMM araştırma ekibi, süper dayanıklı kumaş üretim süreçlerini daha geniş pazara taşıyacak ticari bir ortak bulma nihai hedefiyle, güç ve hareket kabiliyeti sınırlamalarından muzdarip bireyler için halihazırda prototip tasarımlar üzerinde çalışıyor.
Mevcut Giyilebilir Robot Teknolojileri Ciddi Sınırlamalarla Karşı Karşıya
Bir e-postada BilgilendirmeKIMM’in İleri Robotik Araştırma Merkezi Baş Araştırmacısı ve giyilebilir robot projesinin lideri Dr. Cheol Hoon Park, birçok ülkenin toplumun “süper yaşlı” aşamasına girdiğini, gücü ve hareket kabiliyetini artırabilecek giyilebilir robot teknolojisine olan talebin önemli ölçüde artmasının beklendiğini açıkladı.
Ancak Dr. Park, bu tür teknolojilerin daha yaygın hale gelmesi için mevcut teknolojilerin sınırlamalarının aşılması gerektiğini kaydetti.
Proje lideri, “Hafif, giymesi rahat ve uygun fiyatlı olmalılar” diye açıkladı.
Örneğin, geleneksel giyilebilir robotlar birden fazla kişiye güç ve destek sağlamak üzere tasarlanmıştır eklemlerOmuz, dirsek ve bilek gibi bölgeler ağır, gürültülü motorlara veya pnömatik aktüatörlere bağlıdır. Araştırma ekibi, bu bileşenlerin sistemleri hantal, pahalı ve özellikle uzun süreli kullanım sırasında rahatsız edici hale getirdiğini belirtti. Cevap, daha basit, tek eklemli, giyilebilir robotlara olan bağımlılığın artması oldu. Yine de omuz gibi büyük, karmaşık eklemlere yardımcı olmak büyük bir engel olmaya devam ediyor.
Şimdi Dr. Park ve KIMM ekibi, kumaş kaslarını kumaşa dönüştürmek için bir sistem oluşturduklarını ve bunun sonucunda sessiz, modern, kullanımı kolay ve giyilebilir robot kıyafetlerin seri üretimi için ölçeklenebilir bir yöntem ortaya çıkardıklarını söyledi. çok az güç tüketir.
Pil Paketinden Gelen Isı Yapay Kas Liflerinin Büzülmesine Neden Olur
Dr. Park’ın ekibi, insan kaslarına ve eklemlerine güç katan havayla çalışan aktüatörler veya büyük elektrik motorları yerine, şekil hafızalı alaşım adı verilen bir malzemenin küçük liflerini kullanarak kumaş kaslar yarattı. SMA’lar, yüksek sıcaklıklara veya basınçlara maruz kaldığında orijinal şeklini yeniden kazanan malzemelerdir.
Bu uygulama için ekip, çapı 2,5 cm olan bir SMA teli kullandı. 25 mikron, veya kabaca insan saçının dörtte biri genişliğinde. Daha sonra KIMM ekibi tek tek telleri bobin şeklindeki ‘ipliğe’ dönüştürdü. Geleneksel iplik gibi, bu SMA ipliği de kumaş kaslarının sürekli olarak dokunmasını sağlayabilir.
Tarafından sorulduğunda Bilgilendirme kumaş kas giyilebilir robotlarının nasıl çalıştığını anlatan Dr. Park, kasları oluşturan SMA bobin liflerinin “yaklaşık 40-50 °C”ye ısıtıldığında kasıldığını açıkladı. Ancak kullanıcının malzemenin ısıtıldığını fark etme ihtimalinin düşük olduğunu, dolayısıyla “yalıtımlı kumaş tabakası sayesinde” kas hareketine yardımcı olmak ve eklem yükünü azaltmak için yönsel bir kuvvet uygulayabildiğini belirtiyor.
Dr. Park, “İnsan kasları gibi kumaş kası da ısındıkça kasılır ve soğudukça rahatlar” dedi. Bilgilendirme. “Kullanıcı yalnızca bir yükü tuttuğunda soğutma fanlarına gerek yoktur, ancak tekrarlayan kaldırma görevleri için daha hızlı soğutmaya ihtiyaç vardır, bu nedenle fanlar sürecin hızlandırılmasına yardımcı olur.” Park, “kullanım durumuna bağlı olarak” fanların ceketin gelecekteki tüketici versiyonlarına entegre edilebileceğini ekledi.
Giyilebilir robot, ceketin arkasına monte edilmiş 200 gramlık bir pil paketinden güç alıyor ve bu pil paketi aynı zamanda ayarları değiştirmek için kompakt bir kontrol cihazı da içeriyor. Park, sistemin SMA liflerine sağlanan “elektrik akımının miktarı ve süresi” değiştirilerek kumaş kaslarının uyguladığı kasılma kuvvetinin değiştirilebileceğini söyledi.
Dr. Park, kullanıcının seçtiği ayar düzeyine ve etkinlik düzeyine bağlı olarak şunları söyledi: Bilgilendirme sistemin “genellikle tek bir şarjla yaklaşık dört saat çalışabildiğini” söyledi.
Testler Kas Eforunda %40 Azalma ve Hareket Aralığında %57 Artış Gösteriyor
Ekibin açıklamasına göre, KIMM ekibinin SMA fiber kaslara sahip bir ceket olan prototip giyilebilir robotu, kullanıcının dirseğine, omzuna ve beline aynı anda destek verebildi. Testler, 2 kilogramın altındaki ceketin, tekrarlayan fiziksel görevler sırasında kas eforunu %40’tan fazla azalttığını gösterdi. Sistemin merkezindeki 10 gramlık giyilebilir robot kumaşı, 10-15 kilogramı (22-33 lbs) hafifletebilir.
Seul Ulusal Üniversite Hastanesi’nde (SNUH) Duchenne kas distrofisi olanlar da dahil olmak üzere kas zayıflığı olan hastalar üzerinde yapılan klinik çalışmalarda test edilen, yalnızca 840 gram (2 pound’dan az) ağırlığındaki daha karmaşık omuz destekli giyilebilir robot, ortalama omuz hareket aralığını %57’den fazla artırdı.
Geliştirmenin bir sonraki aşamasını tartışırken Dr. Park, The Debrief’e şu anda “pantolon şeklindeki giysi tipi giyilebilir robotun bir prototipini geliştirip değerlendirdiklerini” söyledi.
Proje lideri, “Eğimlerde veya merdivenlerde yürümekte zorluk çeken veya uzun süre ayakta durmakta zorluk çeken insanlara yardımcı olabileceğini umuyoruz” dedi.
Giyilebilir Robot Giysiler Anlaşmanın Ardından 1-2 Yıl İçinde Pazara Ulaşabilir
Giyilebilir cihazın mevcut versiyonu henüz ticari olarak mevcut olmasa da Dr. Park, SMA elyaflarını kumaş kaslarına dokumaya yönelik temel teknolojinin kar amacı gütmeyen bir araştırma enstitüsünde geliştirildiğini, dolayısıyla ticarileştirilmesi için endüstriyel bir ortağa aktarılması gerektiğini belirtti.
Hem kumaş kasının (temel bileşen) seri üretimi için üretim ekipmanını hem de giyilebilir robotun çalışan bir prototipini zaten geliştirdik” diye ekledi.
Dr. Park, bugüne kadar ticari bir ortakla herhangi bir anlaşmanın beklemede olduğunu söyledi. Bilgilendirme teknolojilerini ticari bir ortağa aktardıklarında, bunun “bir ila iki yıl içinde” ticari pazara ulaşmasını beklediklerini söylüyorlar.
Dr. Park, ekibin lifli kas dokuma sürecinin, güçlendirilmiş “süper askerler” de dahil olmak üzere potansiyel kullanım alanları olmasına rağmen, şunları söyledi: Bilgilendirme, “Geliştirdiğimiz kumaş kasının ve onu temel alan giysi tipi giyilebilir robotun, giyilebilir robotları daha erişilebilir hale getirmeye ve sonuçta birçok insanın yaşam kalitesini artırmaya yardımcı olacağını umuyoruz.”
Kağıt “Nöromüsküler Hastalığı Olan Hastalarda Omuz Eklemi Hareketlerine Yardımcı Olmak İçin Kumaş Kas Esaslı Yumuşak Eksosuit” kategorisinde yayınlandı Sinir Sistemleri ve Rehabilitasyon Mühendisliğinde IEEE İşlemleri.
Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief’te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan kendisine e-posta gönderin [email protected].
