Was ist ein Exoskelett in der Robotik?
In der Robotik ist ein Exoskelett, das auch als angetriebenes Exoskelett bezeichnet wird, ein angetriebener Anzug, mit dem die Kraft und / oder Geschwindigkeit des Menschen gesteigert wird. Das Konzept wurde in der Science-Fiction ausgiebig behandelt, hat aber erst in jüngster Zeit begonnen, Plausibilität in der realen Welt zu erlangen. Das Konzept hat die größte Aufmerksamkeit der US-amerikanischen Militär- und roboterorientierten asiatischen Länder wie Japan und Südkorea erhalten. Ab 2009 wurden Exoskelette gebaut, die jedoch nicht weit verbreitet sind. Auch Exoskelette sind im Handel nicht weit verbreitet, aber das könnte sich bald ändern. Im Jahr 2008 begann ein Unternehmen, Cyberdyne aus Japan, seine Anzüge zu vermieten.
Der erste ernsthafte Versuch, ein motorbetriebenes Exoskelett zu bauen, wurde von General Electric im Jahr 1965 als Hardiman bezeichnet. Die Absicht hinter dem Projekt war es, ein Exoskelett zu schaffen, mit dem eine Person 680 kg (1500 lbs), fast eine Tonne, heben kann. Das Projekt ist fehlgeschlagen. Versuche, das gesamte Exoskelett zu benutzen, führten zu einer heftigen unkontrollierten Bewegung, die einem Benutzer die Gliedmaßen abgerissen hätte. Der Anzug selbst wog 680 kg und konnte 340 kg nur heben, wenn er sich überhaupt bewegen konnte. Der Anzug wurde niemals mit einer Person im Inneren angezogen.
Durchbrüche bei der Schaffung praktischer Exoskelette gab es erst in den frühen 2000er Jahren. Etwa zu dieser Zeit zahlte sich die jahrzehntelange Forschung von Organisationen wie der United States Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) aus. Verschiedene Gruppen bauten erfolgreich Prototypen von motorisierten Exoskeletten. Einige der derzeit existierenden (limitierten) Exoskelette umfassen Cyberdynes HAL 5, Honda Exoskeleton Legs, die Beine der MIT Media Lab Biomechatronics Group und das Sarcos / Raytheon XOS Exoskelett. Die Spezifikationen dieser Anzüge variieren und einige wurden nicht veröffentlicht. Das HAL 5 (Hybrid Assistive Limb) wird vermarktet, da es die Hebekapazität des Benutzers um das Fünffache steigern kann.
Zwei Hauptanwendungen von Exoskeletten wären das Militär und die medizinische Versorgung. Für das Militär würden angetriebene Exoskelette Soldaten erlauben, schwerere Waffen und mehr Werkzeuge und Munition zu tragen. Das Konzept eines angetriebenen Exoskeletts ist ein zentrales Thema in der Vision des US-Militärs für eine Armee der nächsten Generation. Im Januar 2007 wurde berichtet, dass das Pentagon dem Nanotechnologen Ray Baughman von der University of Texas Gelder zur Verfügung gestellt hatte, um Myomerfasern als "Muskel" für motorbetriebene Exoskelette zu entwickeln. Für die medizinische Versorgung haben Forscher an mehreren Universitäten in Japan weiche Exoskelette entworfen, die den medizinischen Betreuern helfen sollen, alte oder kranke Menschen zu tragen. So könnten Exoskelette sowohl im Krieg als auch im Frieden Anwendung finden.
Dennoch gibt es mehrere Haupthindernisse bei der Entwicklung wirksamer Exoskelette. Die größten sind die Verbesserung des Leistungs-Gewichts-Verhältnisses (was durch die Verwendung von Fasern anstelle herkömmlicher Mechatronik verbessert werden könnte) und der Batterielebensdauer.