ロボティクスでは、外骨格とは何ですか?

ロボット工学では、動力付き外骨格とも呼ばれる外骨格は、人間の力や速度を拡大するために使用される動力付きスーツです。 このコンセプトはSFで大々的に扱われてきましたが、ごく最近になって現実世界でもっともらしさを獲得し始めました。 このコンセプトは、日本や韓国などの米国の軍事およびロボット指向のアジア諸国から最も注目されています。 2009年現在、外骨格は構築されていますが、広く展開されていません。 外骨格も市販されていませんが、すぐに変わる可能性があります。 2008年、日本のCyber​​dyne社の1社がスーツのレンタルを開始しました。

1965年にゼネラルエレクトリックが実施した、動力付き外骨格を構築する最初の真剣な取り組みは、ハーディマンと呼ばれていました。 このプロジェクトの目的は、人が1500ポンド(680 kg)、ほぼ1トンを持ち上げるために使用できる外骨格を作成することでした。 プロジェクトは失敗しました。 完全な外骨格を使用する試みは、手足からユーザーの手足を引き裂いた暴力的な制御されていない動きをもたらしました。 スーツ自体の重さは1500ポンド(680 kg)で、動くことができる場合にのみ750ポンド(340 kg)を持ち上げることができました。 スーツは中に人が入った状態で着ることはなかった。

実用的な外骨格の作成におけるブレークスルーは、2000年代初期まで発生しませんでした。 この頃、米国国防高等研究計画局(DARPA)などの組織による数十年にわたる研究がついに成果を上げました。 さまざまなグループが、動力付き外骨格のプロトタイプの作成に成功しました。 現在存在する(限定的な)外骨格には、Cyber​​dyneのHAL 5、HondaのExoskeleton Legs、MIT Media LabのBiomechatronics Group leg、およびSarcos / Raytheon XOS Exoskeletonが含まれます。 これらのスーツの仕様はさまざまであり、一部はリリースされていません。 HAL 5(Hybrid Assistive Limb)は、ユーザーの持ち上げ能力を5倍に高めることができるものとして販売されています。

外骨格の2つの主要な用途は、軍事と医療です。 軍隊の場合、動力付きの外骨格により、兵士はより重い武器やより多くの道具や弾薬を運ぶことができます。 パワード外骨格の概念は、次世代の軍隊に対する米軍のビジョンの中心的なテーマです。 2007年1月に、ペンタゴンがテキサス大学のナノテクノロジー専門家レイ・ボーマンに資金を与えて、動力付き外骨格の「筋肉」としてミオマー繊維を開発したことが報告されました。 医療のために、日本のいくつかの大学の研究者は、医療世話人が老人または弱者を運ぶのを助けるように設計された柔らかい外骨格を設計しました。 そのため、外骨格は戦争と平和の両方に応用できます。

それでも、効果的な外骨格の開発にはいくつかの大きな障害があります。 最大のものは、電力対重量比(従来のメカトロニクスの代わりにファイバーを使用することで助けられる)とバッテリー寿命の改善です。

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