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 kracht en / of snelheid te vergroten. Het concept is uitgebreid behandeld in science fiction, maar is pas sinds kort aannemelijk geworden 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 deze worden niet breed toegepast. Exoskeletten zijn evenmin commercieel beschikbaar, maar dat kan snel veranderen. In 2008 begon een bedrijf, Cyberdyne uit Japan, zijn pakken te verhuren.
De eerste serieuze poging om een aangedreven exoskelet te bouwen, uitgevoerd door General Electric in 1965, werd Hardiman genoemd. De bedoeling van het project was om een exoskelet te creëren waarmee een persoon 1500 lbs (680 kg), bijna een ton, kon optillen. Het project is mislukt. Pogingen om het volledige exoskelet te gebruiken, resulteerden in gewelddadige ongecontroleerde bewegingen die een ledemaat van een gebruiker van ledemaat zouden hebben gerukt. Het pak zelf woog 1500 lb (680 kg) en kon slechts 340 lb (340 kg) optillen wanneer het überhaupt kon bewegen. Het pak is nooit aangezet met iemand erin.
Doorbraken in het creëren van praktische exoskeletten vonden pas begin 2000 plaats. Rond deze tijd heeft tientallen jaren onderzoek door organisaties zoals het United States Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) eindelijk zijn vruchten afgeworpen. Verschillende groepen hebben met succes prototypes van aangedreven exoskeletten gebouwd. Sommige momenteel bestaande (beperkte) exoskeletten zijn Cyberdyne's HAL 5, Honda's Exoskeleton Legs, de benen van de MIT Media Lab Biomechatronics Group en de Sarcos / Raytheon XOS Exoskeleton. De specificaties van deze kleuren variëren en sommige zijn niet vrijgegeven. De HAL 5 (Hybrid Assistive Limb) wordt op de markt gebracht als zijnde in staat om het hefvermogen van de gebruiker vijfvoudig te verbeteren.
Twee belangrijke toepassingen van exoskeletten zouden in het leger en in de 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 de visie van het Amerikaanse leger op een leger van de volgende generatie. In januari 2007 werd gemeld dat het Pentagon fondsen had verstrekt aan de nanotechnoloog Ray Baughman van de Universiteit van Texas om myomerevezels te ontwikkelen als "spier" voor aangedreven exoskeletten. Voor medische zorg hebben onderzoekers van verschillende Japanse universiteiten zachte exoskeletten ontworpen die medische zorgverleners helpen de ouderen of zieken te dragen. Exoskeletten zouden dus toepassingen kunnen hebben in zowel oorlog als vrede.
Toch zijn er verschillende belangrijke obstakels bij het ontwikkelen van effectieve exoskeletten. De grootste zijn het verbeteren van de vermogen-gewichtsverhoudingen (die kunnen worden geholpen door vezels te gebruiken in plaats van conventionele mechatronica) en de levensduur van de batterij.