Vad är en exoskelet i robotik?

Inom robotik är ett exoskelett, även känt som ett drivet exoskelett, en drivdräkt som används för att förstora människans styrka och / eller hastighet. Konceptet har haft omfattande behandling inom science fiction, men först nyligen har det börjat få sannolikhet i den verkliga världen. Konceptet har fått mest uppmärksamhet från USA: s militära och robotorienterade asiatiska länder som Japan och Sydkorea. Från och med 2009 har exoskeletter byggts men är inte spridda i stort. Inte heller finns exoskeletter allmänt tillgängliga kommersiellt, men det kan snart förändras. År 2008 började ett företag, Cyberdyne of Japan, hyra ut sina kostymer.

Den första allvarliga ansträngningen för att konstruera ett drivet exoskelett, utfört av General Electric 1965, kallades Hardiman. Syftet med projektet var att skapa ett exoskelett som en person kunde använda för att lyfta 680 kg (680 kg), nästan ett ton. Projektet misslyckades. Försök att använda det fulla exoskelet resulterade i våldsam okontrollerad rörelse som skulle ha sönder en användarlemm från lemmen. Dräkten själv vägde 680 kg och kunde bara lyfta 340 kg när den alls kunde röra sig. Dräkten slogs aldrig på med en person inuti.

Genombrott för att skapa praktiska exoskeletter inträffade inte förrän i början av 2000-talet. Ungefär denna tid har decennier av forskning från organisationer som Förenta staterna Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) slutligen betalat sig. Olika grupper konstruerade framgångsrikt prototyper av drivna exoskeletter. Några existerande (begränsade) exoskeletter inkluderar Cyberdyne's HAL 5, Hondas Exoskeleton Ben, MIT Media Labs Biomechatronics Group ben och Sarcos / Raytheon XOS Exoskeleton. Specifikationerna för dessa kostymer varierar och vissa har inte släppts. HAL 5 (Hybrid Assistive Limb) marknadsförs som kapabel att förbättra användarens lyftkapacitet femfaldigt.

Två stora tillämpningar av exoskeletter skulle vara i militären och inom medicinsk vård. För militären skulle drivna exoskeletter tillåta soldater att bära tyngre vapen och mer verktyg och ammunition. Konceptet med ett drivet exoskelett är ett centralt tema i US Militarys vision för en nästa generations armé. I januari 2007 rapporterades att Pentagon hade gett medel till University of Texas nanoteknolog Ray Baughman för att utveckla myomerfibrer som "muskel" för drivna exoskeletter. För medicinsk vård har forskare vid flera universitet i Japan utformat mjuka exoskeletter utformade för att hjälpa medicinska vårdare att bära gamla eller sjuka. Så exoskeletter kan ha tillämpningar i både krig och fred.

Det finns fortfarande flera stora hinder för att utveckla effektiva exoskeletter. De största är att förbättra effekt-till-vikt-förhållanden (som kan hjälpa till med att använda fibrer istället för konventionell mekatronik) och batteritid.