Az építőiparon belül használt exoskeletons, vagyis exoszkeletonok megérettek a növekedésre, mondja Dan Kara, aki decemberig a robotikára összpontosító kutatásokat vezette az ABI Research technológiai üzleti kutatócégnél.

Az ABI Research előrejelzése szerint csak a robotikus exoszkeletonok piaca 2025-re eléri az 1,8 milliárd dollárt, szemben a 2014-es 68 millió dollárral. Idén mintegy 6000 öltönyt fognak eladni, főként rehabilitációs célokra. Az ABI várakozásai szerint 2025-re mintegy 2,6 millió darab lesz a piacon.

Míg számos vállalat gyárt exoszkeleton ruhákat építőipari és gyártási felhasználásra, az építőiparban egyelőre csak korlátozottan terjedtek el, és kevés építőipari vállalat alkalmazza őket, ha egyáltalán van ilyen. Eközben az építkezők figyelemmel kísérhetik a gyártókat, akik a robotöltözeteket tesztelik, hogy megállapítsák, hogyan lehet őket az építőiparban használni.

Az exoruhák motorizált izmokkal felszerelt fémvázak, amelyek megsokszorozzák viselőjük erejét. Az exoskeletonnak is nevezett robotruhák fémváza némileg tükrözi viselőjük belső csontvázszerkezetét.

A ruhával a felemelt tárgyak sokkal könnyebbnek, sőt néha súlytalannak tűnnek, ami csökkenti a sérüléseket és javítja a megfelelőséget.

Nézze meg ezt az OSHA megfelelőségi útmutatót, ha többet szeretne megtudni.

Az építőipar pedig nagy számban fogja használni ezeket a viselhető motoros vagy motor nélküli robotikus exoruhákat, legalábbis egy elemzés szerint.

Az egyik ok, amiért a robotruhák megérettek az építők általi elfogadásra, a csökkenő áruk, mondja Kara. Példának okáért kétféle öltözék, a Chairless Chair és az EksoWorks Vest egyenként körülbelül 5000 dollárért kapható, ami jóval kevesebb, mint az olyan típusú, teljes testet fedő öltözékek, amelyek a bénultakat segítik a járásban.

Az amerikai katonai projektből az egészségügybe és azon túlra

Az exoszkeletonokat először a hadsereg fejlesztette ki, majd az egészségügyből a feldolgozóiparba és a mezőgazdaságba kerültek, ahol az alkalmazottak szintén nehéz terheket cipelnek és szállítanak, valamint ismétlődő módon mozognak. Az egészségügyben a ruhák segítenek az agyvérzés áldozatainak visszanyerni végtagjaik erejét, vagy akár a lebénultakat is segítik a járásban vagy a karjuk használatában.

1965 körül a General Electric elkezdte fejleszteni a Hardimant, egy nagyméretű, teljes testre tervezett exoskeletont, amelyet úgy terveztek, hogy 25-szörösére növelje a felhasználók erejét, hogy segítsen nekik nehéz tárgyakat emelni. Az amerikai hadsereg és haditengerészet által szponzorált projektben olyan gépet kerestek, amely segíthet a rakomány vagy a felszerelések mozgatásában. Az exoszkeleton 1500 fontot nyomott, és két ruhából állt, az egyik a kezelőhöz volt erősítve, a másik pedig külsőleg hordozta a tárgyakat.

A gép nagy súlya, valamint a fel- és levételével kapcsolatos problémák miatt az exoszkeleton fejlesztése egy időre megtorpant.

De 2000 körül az exoszkeleton robotruhák egyre inkább elérhetővé váltak a felhasználók számára az egészségügyben. Az egyik első alkalmazást, a Lokomatot a járás rehabilitációjára használják stroke-os és gerincvelő-sérült betegeknél, akik a ruhát futópadon járás közben viselik.

2015 körül a ruhák bekerültek az ipari alkalmazásokba.

Az Ekso Bionics például bejelentette, hogy az Ekso Works ipari exoszkelettel az építőiparban és más iparágakban is terjeszkedik. Az Ekso szerint a ruha lehetővé teszi, hogy a felhasználó képes legyen úgy emelni az elektromos szerszámokat, mintha azok egyáltalán nem is nyomnának semmit.

Image Credit: EksoBionics

Tegyen róla, hogy az építkezés a lehető legbiztonságosabb legyen.

Töltse le még ma a 10 tippet a biztonságosabb építési építkezéshez!

Az exoskeletonok lehetnek passzívak – azaz működtető elemek, motorok vagy akkumulátorok használata nélkül, amelyek segítenek az emelésben vagy a cipelésben – vagy aktívak, amelyek működtető elemeket használnak az említett tevékenységek segítésére.

A passzív rendszerek jellemzően az építőiparban és a feldolgozóiparban való használatra népszerűek, mivel ezek a ruhák olcsóbbak, és nincs szükség aktuátorokra ahhoz, hogy az exoszkeleton használóját tehermentesítsék a hasznos teher vagy a testsúly alól.

Ez az Ekso Works ipari exoszkeleton például erőforrás nélküli vázzal rendelkezik, ami azt jelenti, hogy ez egy passzív, aktuátorok és motorok nélküli öltözet. Az Ekso szerint egész nap használható.

“A korábban épített exoszkeletonokkal ellentétben, amelyeket az akkumulátorok élettartama miatt csak korlátozott ideig lehetett használni, ez megváltoztathatja a világot” – mondja az Ekso.

Kisebb sérülések

A robotszerkezeteket alkalmazó építőiparban, a gyártásban, a mezőgazdaságban és más iparágakban az exoruhák kiegészítik az emberi mozgást, hogy nagyobb emelőerőt és jobb termelést tegyenek lehetővé az olyan ismétlődő feladatoknál, mint a guggolás, a hajolgatás vagy a járás – mondja Kara.

Az exoruhákat viselők kevésbé lesznek hajlamosak a balesetekből vagy túlterhelésből eredő súlyos sérülésekre is. A munkások túlterhelése évente mintegy 15 milliárd dollár kártérítésbe kerül az amerikai munkáltatóknak, teszi hozzá Kara.

Nézze meg ezt az útmutatót, ha többet szeretne megtudni.

Az építőipari munkások pedig a túlterhelés okozta sérülésekből több, mint a nekik járó rész. Valójában a Munkaügyi Statisztikai Hivatal szerint náluk a legmagasabb az egy főre jutó mozgásszervi megbetegedések aránya. Az ilyen típusú sérülések csökkentik az építőipari dolgozók munkaképes éveinek számát, és akár maradandó sérülést is okozhatnak.

Az építőipari dolgozóknak szánt exoszkeletonok típusai

Az elmúlt években a fejlesztők a kisebb, speciálisabb exoszkeleton-projektekre összpontosítottak, amelyek egy adott testrészt céloznak meg, bár teljes testruhát is használnak.

Ezt szem előtt tartva a mai exoszkeletonok változatos kategóriákba sorolhatók.

• A szerelt karos exoszkeleton

A szerszámtartó exoszkeletonok egy rugós karból állnak, amely az egyik végén egy nehéz szerszámot tart, és egy alsótest-exoszkeletonhoz és egy ellensúlyhoz kapcsolódik. A szerszám súlyát a talajra továbbítják. Ezek az exoskeletonok általában passzívak, és néha csak egy ízületet tartalmaznak, ami elegendő a súlytartáshoz.

Ezekre példa az Ekso Bionics által gyártott EksoZeoG. A szerelt karú exoszkeletont nem a testen viselik, hanem a dolgozók úgy irányítják a kart, hogy a végére helyezik a kezüket. Az Ekso szerint az exoszkeleton segíti a dolgozókat a nehéz kéziszerszámok gyors használatában, így gyorsabban, kevésbé fáradtan és jobb kivitelezéssel végezhetik el a munkákat.

• Háttámaszt nyújtó exoszkeleton

Image Credit: EksoBionics

A háttámaszt nyújtó exoszkeletonok segítik a dolgozókat, amikor lehajolnak egy emeléshez, és ismét biztosítják, hogy a megfelelő módon emeljenek. Csökkentik a hátizmok terhelését lehajolás közben, és csökkentik az ismétlődő stressz okozta sérüléseket. Azt is biztosítják, hogy a felhasználók helyes testtartást tartsanak fenn lehajolás közben, így csökkentve az izomsérüléseket.

• Kartámasz végtag

Image Credit: EksoBionics

Egyes ruhák egyszerű karok, amelyek segítik a munkásokat a nehéz szerszámok emelésében, míg a teljesebb exoszkeletonok, váll- vagy kartámaszt nyújtanak. Az EksoWorks Vest egy váll- és kartámaszos exoskeleton fejtámasszal, amelyet úgy terveztek, hogy enyhítse a nehéz szerszámokkal való folyamatos, derékmagasság feletti munkavégzés okozta megterhelést. Nem használ áramot, de ergonomikus felsőtest- és kartámasztást biztosít, amelynek köszönhetően a tárgyak sokkal kisebb súlyúnak tűnnek, mint amekkorák valójában, és lehetővé teszi a dolgozó számára, hogy fáradtság nélkül, gyári sorbanállásban dolgozzon, a ruhák készítői szerint.

• Guggolás és állás támogatása

A szék nélküli székek olyan könnyű, viselt exoszkeletonok, amelyek a helyükön rögzülnek és támogatják a felhasználót, amikor hosszú ideig ugyanabban a helyzetben guggol vagy áll. Azért hívják őket szék nélküli székeknek, mert ugyanúgy tudják támogatni a felhasználókat, mint a székek. Ezek is csökkentik az ismétlődő megterhelést és az izomsérüléseket.

Itt van például a svájci Noonee cég szék nélküli széke, amely a helyére rögzül, ha a dolgozónak hosszabb ideig kell guggolnia vagy állnia. A Noonee szerint csökkenti a térdre és a láb többi részére nehezedő nyomást.

• Teljes testruhák

Képhitel: EksoBionics

A teljes testet ellátó motoros ruhák támogatást és extra erőt biztosítanak.

Amikor a SuitX exoskeletonját viselő dolgozók például előrehajolnak, a ruha hátuljában lévő sűrített levegős rugók leveszik a viselőjükről az emelési teher egy részét. A vállegység hasonló segédmechanizmust használ az emeléshez vagy a fej feletti munkavégzéshez, mondja Homayoon Kazerooni, a kaliforniai Berkeley-i SuitX vezérigazgatója, aki exoszkeleton rendszereket gyárt a lábak, a hát és a vállak számára, valamint egy teljes testet fedő változatot.

Korai tesztek

Mivel az exoszkeletonok viszonylag újak az építő- és gyártóiparban, az építők azt figyelik, hogyan teljesítenek a gyártóüzemekben, ahol tesztelik őket. A két iparágban nagy az átfedés, amikor állni, guggolni, nehéz tárgyakat emelni és mozgatni, valamint ismétlődő mozgásokat végezni kell.

A BMW Group több németországi autógyártó üzemében már tizenegy alsótest-exoskeleton is használatban van. Az exoskeleton a lábakra vagy a törzsre rögzített és különböző pozíciókban rögzíthető, mozgatható sínből áll. A lábtartó szerkezet a hosszan tartó állást ülő helyzetbe tudja alakítani, hogy javítsa a munkakörülmények kényelmét és rugalmasságát, mondja Christian Dunckern, a BMW Group termelési rendszer, tervezés, szerszámkészítés és üzemmérnökség vezetője.

A német Audi autógyártó is használja a Chairless Chairt a gyártásban, bár Mathias Keil, az Audi AG ipari mérnöki módszerekért felelős vezetője szerint az exoskeletonok még nem elég régóta vannak használatban az eredmények értékeléséhez. Hozzáteszi, hogy az Audi arra is számít, hogy a robotruhákat a későbbiekben a mozgássérült dolgozók is használni fogják, még akkor is, ha nem közvetlenül a szerelőszalagon dolgoznak.

A ruhák a feladat

Néhány építőipari vállalat szorosan együttműködik az exoruhák fejlesztőivel, hogy a ruhák megfeleljenek az igényeiknek.

A Gammon, egy hongkongi építőipari vállalat például novemberben bejelentette, hogy 10 Assist Suit Exoskeletont vásárolt. A Gammon az öltözék próbáit az építkezésén végzi majd a fejlesztők, a Panasonic leányvállalata, az Atoun Inc. és a Shun Hing Systems Integration Co. Ltd. Az építőipari vállalat visszajelzést fog adni a fejlesztőknek azzal a szándékkal, hogy segítsen tovább javítani az építkezések biztonságát, hatékonyságát és termelékenységét.

Kara azt állítja, hogy a növekvő építőipar egyre nagyobb számban fogja alkalmazni az ilyen típusú exoskeletonokat. A technológia közelmúltbeli fejlődése segíteni fog abban, hogy az építkezések biztonságosabbá és hatékonyabbá váljanak.