Kas ir eksoskelets robotikā?

Pirmie nopietnie mēģinājumi izveidot darbināmu eksoskeletu, ko General Electric veica 1965. gadā, tika saukti par Hardimanu. Projekta mērķis bija izveidot eksoskeletu, ko cilvēks varētu izmantot, lai paceltu 680 kg, gandrīz tonnu. Projekts neizdevās. Mēģinājumi izmantot pilnu eksoskeletu izraisīja vardarbīgu nekontrolētu kustību, kas būtu noplēsusi lietotāja ekstremitāti no ekstremitātes. Pats uzvalks svēra 680 kg un varēja pacelt tikai 340 kg, kad tas vispār varēja kustēties. Uzvalks nekad netika uzvilkts, ja iekšā būtu kāds cilvēks.

Izrāvieni praktisku eksoskeletu izveidē notika tikai 2000. gadu sākumā. Ap šo laiku tādu organizāciju kā Amerikas Savienoto Valstu Aizsardzības progresīvo pētījumu projektu aģentūra (DARPA) gadu desmitiem ilgā izpēte beidzot atmaksājās. Dažādas grupas veiksmīgi izveidoja darbināmu eksoskeletu prototipus. Daži pašlaik esošie (ierobežotie) eksoskeleti ir Cyberdyne HAL 5, Honda Exoskeleton Legs, MIT Media Lab Biomehatronikas grupas kājas un Sarcos/Raytheon XOS Exoskeleton. Šo uzvalku specifikācijas atšķiras, un daži nav izlaisti. HAL 5 (Hybrid Assistive Limb) tiek pārdots kā spējīgs piecas reizes palielināt lietotāja celtspēju.

Divi galvenie eksoskeletu pielietojumi būtu militārajā un medicīniskajā aprūpē. Militārpersonām darbināmi eksoskeleti ļautu karavīriem nēsāt smagākus ieročus un vairāk instrumentu un munīcijas. Motorizēta eksoskeleta koncepcija ir galvenā tēma ASV militārpersonu vīzijā par nākamās paaudzes armiju. 2007. gada janvārī tika ziņots, ka Pentagons ir piešķīris līdzekļus Teksasas Universitātes nanotehnologam Rejam Bogmanam, lai attīstītu miomēru šķiedras kā “muskuļus” darbināmiem eksoskeletiem. Medicīnas aprūpei pētnieki vairākās Japānas universitātēs ir izstrādājuši mīkstus eksoskeletus, kas paredzēti, lai palīdzētu medicīnas aprūpētājiem nēsāt vecos vai vājos. Tātad eksoskeletus varētu izmantot gan karā, gan mierā.

Tomēr efektīvu eksoskeletu izstrādē ir vairāki galvenie šķēršļi. Lielākie ir uzlabot jaudas un svara attiecību (ko varētu palīdzēt, izmantojot šķiedras, nevis parasto mehatroniku) un akumulatora darbības laiku.