Wat is een exoskelet in robotica?

In robotica is een exoskelet, ook bekend als een aangedreven exoskelet, een aangedreven pak dat wordt gebruikt om de menselijke sterkte en/of snelheid te vergroten.Het concept heeft een uitgebreide behandeling gehad in science fiction, maar pas recent is het begonnen met het verwerven van plausibiliteit in de echte wereld.Het concept heeft de meeste aandacht gekregen van de Amerikaanse militaire en robotica-georiënteerde Aziatische landen zoals Japan en Zuid-Korea.Vanaf 2009 zijn exoskeletten gebouwd, maar worden niet op grote schaal ingezet.Evenmin zijn exoskeletten commercieel verkrijgbaar, maar dat zou snel kunnen veranderen.In 2008 begon een bedrijf, Cyberdyne van Japan, zijn pakken te verhuren.

De eerste ernstige poging om een aangedreven exoskelet te bouwen, uitgevoerd door General Electric in 1965, heette Hardiman.De bedoeling achter het project was om een exoskelet te maken dat een persoon kon gebruiken om 1500 lbs (680 kg) te tillen, bijna een ton.Het project is mislukt.Pogingen om het volledige exoskelet te gebruiken, resulteerden in gewelddadige ongecontroleerde beweging die een gebruikerslimaat van ledemaat zou hebben gescheurd.Het pak zelf woog 1500 lb (680 kg) en kon slechts 750 lb (340 kg) tillen wanneer het überhaupt kon bewegen.Het pak is nooit ingeschakeld met een persoon binnen.

doorbraken bij het maken van praktische exoskeletten vonden pas in het begin van de jaren 2000 plaats.Rond deze tijd heeft decennia van onderzoek door organisaties zoals het United States Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) eindelijk zijn vruchten afgeworpen.Verschillende groepen construeerden met succes prototypes van aangedreven exoskeletten.Sommige momenteel bestaande (beperkte) exoskeletten omvatten Cyberdynes HAL 5, Hondas Exoskeleton -benen, de MIT Media Labs Biomechatronics Group -poten en de Sarcos/Raytheon Xos Exoskeleton.De specificaties van deze pakken variëren en sommige zijn niet vrijgegeven.De HAL 5 (hybride assistent ledemaat) wordt op de markt gebracht als in staat om de hefcapaciteit van de gebruiker met vijfvoudig te verbeteren.

Twee belangrijke toepassingen van exoskeletten zouden in het leger en in medische zorg zijn.Voor het leger zouden aangedreven exoskeletten soldaten in staat stellen zwaardere wapens en meer gereedschap en munitie te dragen.Het concept van een aangedreven exoskelet is een centraal thema in het Amerikaanse militair visie voor een leger van de volgende generatie.In januari 2007 werd gemeld dat het Pentagon geld had gegeven aan de Universiteit van Texas nanotechnoloog Ray Baughman om myomerische vezels te ontwikkelen als spier voor aangedreven exoskeletten.Voor medische zorg hebben onderzoekers van verschillende universiteiten in Japan zachte exoskeletten ontworpen die zijn ontworpen om medische verzorgers te helpen de oude of zwakken te dragen.Dus, exoskeletten kunnen toepassingen hebben in zowel oorlog als vrede.

Toch zijn er verschillende belangrijke obstakels bij het ontwikkelen van effectieve exoskeletten.De grootste zijn verbetering van de kracht-tot-gewichtsverhoudingen (die kunnen worden geholpen door vezels te gebruiken in plaats van conventionele mechatronica) en batterijduur.