Exosuiturile, sau exoscheletele folosite în cadrul industriei construcțiilor sunt coapte pentru creștere, spune Dan Kara, care până în decembrie a condus cercetările axate pe robotică la ABI Research, o firmă de cercetare în domeniul tehnologiei de afaceri.
ABI Research preconizează că numai piața exoscheletelor robotizate va ajunge la 1,8 miliarde de dolari în 2025, în creștere de la 68 de milioane de dolari în 2014. În acest an, vor fi vândute aproximativ 6.000 de costume, în principal pentru reabilitare. Până în 2025, ABI se așteaptă să vadă aproximativ 2,6 milioane pe piață.
În timp ce o serie de companii produc costume de exoschelet pentru construcții și uz industrial, acestea au făcut progrese limitate până acum în domeniul construcțiilor și puține companii de construcții, dacă există, le-au adoptat. Între timp, constructorii pot urmări producătorii care testează costumele robotizate pentru a determina modul în care acestea pot fi utilizate în cadrul industriei construcțiilor.
Exosuits sunt cadre metalice dotate cu mușchi motorizați pentru a multiplica forța purtătorului. Denumite și exoschelete, cadrul metalic al costumelor robotice reflectă oarecum structura scheletului intern al purtătorului.
Cu costumul face ca obiectele ridicate să se simtă mult mai ușoare și, uneori, chiar fără greutate, reducând rănile și îmbunătățind conformitatea.
Consultați acest ghid de conformitate OSHA pentru a afla mai multe.
Și industria construcțiilor va adopta în număr mare aceste exosuporturi robotizate portabile cu sau fără motor, cel puțin conform unei analize.
Un motiv pentru care costumele robotizate sunt coapte pentru a fi adoptate de constructori este scăderea prețurilor lor, spune Kara. Spre exemplu, două tipuri de costume, Chairless Chair și EksoWorks Vest, se vând cu aproximativ 5.000 de dolari fiecare, mult mai puțin decât tipul de costume pentru tot corpul care îi ajută pe cei care sunt paralizați să meargă.
De la proiectul militar american la asistența medicală și dincolo de acesta
Dezvoltate inițial de armată, exoscheletele au făcut trecerea de la asistența medicală la industriile de producție și agricultură, unde angajații transportă și transferă, de asemenea, încărcături grele și se deplasează într-un mod repetitiv. În domeniul sănătății, costumele ajută victimele accidentelor vasculare cerebrale să-și recâștige forța membrelor sau chiar îi ajută pe cei care sunt paralizați să meargă sau să-și folosească brațele.
În jurul anului 1965, General Electric a început să dezvolte Hardiman, un exoschelet mare pentru tot corpul, conceput pentru a mări forța utilizatorilor de 25 de ori pentru a-i ajuta să ridice obiecte grele. Proiectul, sponsorizat de armata și marina americană, căuta o mașină care să ajute la deplasarea încărcăturii sau a echipamentelor. Exoscheletul cântărea 1.500 de lire sterline și era alcătuit din două costume, unul atașat operatorului și unul extern care transporta obiecte.
Greutatea mare a mașinii, precum și problemele legate de punerea și scoaterea acesteia au făcut ca dezvoltarea exoscheletului să stagneze o vreme.
Dar, în jurul anului 2000, costumele robotice exoschelet au devenit din ce în ce mai accesibile pentru utilizatorii din domeniul sănătății. Una dintre primele aplicații, Lokomat, este folosită pentru reabilitarea mersului la pacienții cu accident vascular cerebral și leziuni ale măduvei spinării, care poartă costumul în timp ce merg pe o bandă de alergare.
În jurul anului 2015, costumele și-au făcut loc în aplicațiile industriale.
De exemplu, Ekso Bionics a anunțat o extindere în industria construcțiilor și în alte industrii deopotrivă cu exoscheletul industrial Ekso Works. Costumul permite utilizatorului să fie capabil să ridice unelte electrice ca și cum acestea nu ar cântări deloc, potrivit Ekso.
Creditul imaginii: EksoBionics
Asigură-te că șantierul tău de construcții este cât se poate de sigur.
Descărcați astăzi 10 sfaturi pentru un șantier de construcții mai sigur!
Exoscheletele pot fi fie pasive – adică fără utilizarea de actuatori, motoare sau baterii pentru a ajuta la ridicarea sau tractarea – fie active, care utilizează actuatori pentru a ajuta în aceste activități.
În mod obișnuit, pentru utilizare în industriile de construcții și de producție, sistemele pasive sunt populare, deoarece aceste costume sunt mai puțin costisitoare și nu sunt necesare actuatori pentru a scuti utilizatorul exoscheletului de o sarcină utilă sau de greutatea corpului.
Acest exoschelet industrial Ekso Works, de exemplu, are un cadru nealimentat, ceea ce înseamnă că este un costum pasiv fără actuatori sau motoare. Acesta poate fi folosit toată ziua, potrivit Ekso.
„Spre deosebire de exoscheletele construite anterior, care puteau fi folosite doar pentru perioade limitate de timp din cauza duratei de viață a bateriei, acesta ar putea fi un schimbător de joc”, spune Ekso.
Mai puține leziuni
În construcții, producție, agricultură și în alte industrii care adoptă structurile robotizate, exosuetele măresc mișcarea umană pentru a permite o mai mare forță de ridicare și pentru o producție îmbunătățită în sarcini repetitive, cum ar fi ghemuirea, aplecarea sau mersul pe jos, spune Kara.
Cei care poartă exosuetele vor fi, de asemenea, mai puțin predispuși la leziuni grave din cauza accidentelor sau a suprasolicitării. Suprasolicitarea lucrătorilor îi costă pe angajatorii din SUA în jur de 15 miliarde de dolari anual în compensații, adaugă Kara.
Consultați acest ghid pentru a afla mai multe.
Și muncitorii din construcții adună mai mult decât partea lor echitabilă de leziuni cauzate de suprasolicitare. De fapt, ei au unele dintre cele mai mari rate de tulburări musculo-scheletice pe cap de locuitor, potrivit Biroului de Statistică a Muncii. Aceste tipuri de leziuni reduc numărul de ani în care muncitorii din construcții își pot face treaba și pot provoca chiar leziuni permanente.
Tipuri de exoschelete pentru muncitorii din construcții
În ultimii ani, dezvoltatorii s-au concentrat pe proiecte de exoschelete mai mici, mai specializate, care vizează o anumită parte a corpului, deși se folosesc și costume pentru întregul corp.
Din acest punct de vedere, exoscheletele actuale se împart în categorii variate.
- Exoscheletul cu braț montat
Exoscheletele cu braț montat sunt compuse dintr-un braț cu arc care ține o unealtă grea la un capăt și este conectat la un exoschelet din partea inferioară a corpului și la o contragreutate. Greutatea sculei este transmisă la sol. Aceste exoschelete sunt de obicei pasive și uneori conțin doar o singură articulație, care este suficientă pentru a asigura susținerea greutății.
Exemple aici includ EksoZeoG, de la Ekso Bionics. Exoscheletul cu braț montat nu este purtat pe corp, ci mai degrabă lucrătorii controlează brațul plasându-și mâna la capătul acestuia. Exoscheletul îi ajută pe lucrători să folosească rapid uneltele de mână grele, astfel încât să poată finaliza lucrările mai repede, cu mai puțină oboseală și cu o manoperă mai bună, potrivit Ekso.
- Exosuit de susținere a spatelui
Credință imagine: EksoBionics
Exoscheletele care oferă susținere a spatelui îi ajută pe lucrători în timp ce se apleacă pentru a efectua o ridicare și, din nou, se asigură că ridică în mod corect. Acestea reduc sarcina asupra mușchilor spatelui în timp ce se apleacă și reduc leziunile cauzate de stresul repetitiv. De asemenea, se asigură că utilizatorii mențin o postură corectă în timp ce se apleacă, pentru a reduce leziunile musculare.
- Arm Support Limb
Creditul imaginii: EksoBionics
Câteva costume sunt simple brațe care îi ajută pe lucrători să ridice unelte grele, în timp ce exoscheletele mai complete, oferă suport pentru umeri sau brațe. Vesta EksoWorks este un exoschelet de susținere a umerilor și a brațelor, cu o tetieră concepută pentru a atenua efortul de a lucra continuu cu unelte grele deasupra nivelului taliei. Aceasta nu folosește energie, dar oferă un suport ergonomic pentru partea superioară a corpului și brațe care face ca obiectele să pară să cântărească mult mai puțin decât cântăresc și permite unui lucrător să opereze în postura de linie în fabrică fără oboseală, potrivit producătorilor costumului.
- Sprijin pentru ghemuit și în picioare
Căștile fără scaun sunt exoschelete ușoare purtate care se blochează în poziție și susțin utilizatorii în timp ce se ghemuiesc sau stau în picioare în aceeași poziție pentru perioade lungi de timp. Ele se numesc scaune fără scaun pentru că pot susține utilizatorii în același mod în care o fac scaunele. De asemenea, acestea reduc numărul de leziuni musculare și de stres repetitiv.
Exemplele de aici includ scaunul Chairless Chair de la compania elvețiană Noonee, care se blochează în poziție atunci când un lucrător trebuie să se ghemuiască sau să stea în picioare pentru perioade prelungite. Acesta reduce presiunea asupra genunchiului și a restului piciorului, spune Noonee.
- Tratamentele pentru întregul corp
Credință imagine: EksoBionics
Tratamentele acționate pentru întregul corp oferă sprijin și rezistență suplimentară.
Când lucrătorii care poartă un exoschelet de la SuitX se apleacă în față, de exemplu, arcurile cu aer comprimat din partea din spate a costumului iau o parte din sarcina de ridicare de pe purtător. O unitate de umăr folosește un mecanism de asistență similar pentru a ridica sau a lucra deasupra capului, spune Homayoon Kazerooni, director executiv la SuitX din Berkeley, California, care produce sisteme de exoschelet pentru picioare, spate și umeri, precum și o versiune pentru întregul corp.
Teste în fază incipientă
Pentru că exoscheletele sunt relativ noi în industria construcțiilor și a producției, constructorii caută să vadă cum se descurcă la fabricile de producție care le testează. Cele două industrii se suprapun foarte mult atunci când vine vorba de statul în picioare, ghemuit, ridicarea și deplasarea obiectelor grele și efectuarea de mișcări repetitive.
De asemenea, unsprezece exoschelete pentru partea inferioară a corpului sunt deja utilizate în mai multe uzine de producție auto ale BMW Group din Germania. Exoscheletul constă în atele mobile fixate pe picioare sau pe trunchi și blocate în diferite poziții. Structura de susținere a picioarelor poate transforma statul prelungit în poziție șezândă pentru a îmbunătăți confortul și flexibilitatea condițiilor de lucru, spune Christian Dunckern, șeful sistemului de producție, planificare, fabricare de scule și inginerie de uzină din cadrul BMW Group.
Producătorul auto german Audi folosește, de asemenea, scaunul fără scaun pe platforma de producție, deși Mathias Keil, șeful metodelor de inginerie industrială de la Audi AG spune că exoscheletele nu au fost folosite suficient de mult timp pentru a evalua rezultatele. Audi se așteaptă, de asemenea, ca costumele robotizate să fie folosite mai departe de către muncitorii cu dizabilități fizice, chiar dacă aceștia nu lucrează direct pe linia de asamblare, adaugă el.
Cercetarele își îndeplinesc sarcina
Câteva companii de construcții lucrează îndeaproape cu dezvoltatorii de exosuporturi pentru a se asigura că acestea răspund nevoilor lor.
De exemplu, în noiembrie, Gammon, o companie de construcții din Hong Kong, a anunțat că a achiziționat 10 Exoschelete Assist Suit. Gammon va efectua teste ale costumului pe șantierul său de construcții pentru dezvoltatorii acestuia, Atoun Inc., filială a Panasonic, și Shun Hing Systems Integration Co. Ltd. Compania de construcții va oferi feedback dezvoltatorilor cu intenția de a contribui la îmbunătățirea în continuare a siguranței, eficienței și productivității în construcții.
Kara susține că industria construcțiilor, aflată în creștere, va adopta aceste tipuri de exoschelete în număr tot mai mare. Progresele recente în tehnologie vor contribui la transformarea șantierului de construcții într-un loc mai sigur și mai eficient.