رای‌زنی و بحث‌های بسیاری پیرامون سبک محیط کار آینده وجود دارد. اسکلت‌های بیرونی قطعا یکی از اجزای این تصویر هستند که در تامین امنیت فیزیکی افراد نقش مهمی دارند. در ادامه در این مقاله از مجله‌ی فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی برخی از پوشیدنی‌ها و اسکلت‌های بیرونی ویژه‌ی محیط‌های صنعتی مرور خواهد شد.

کارگران در محیط‌های مختلف در معرض آسیب‌های مختلف هستند. خم شدن، بلند کردن اجسام سنگین و یا کشیدن آن‌ها، تمرکز روی کاری بالای سر، کارکردن در وضعیت نامناسب بدن و تکرار متناوب یک کار مشخص می‌تواند به عضلات و استخوان‌ها آسیب رساند. این گونه آسیب‌ها بسیار متداول است. از پیامد‌های این آسیب‌ها می‌توان به مشکلات پزشکی مانند نشانگان مجرای مچ دستی یا سندرم تونل کارپ، آسیب به شانه و مچ دست، مشکلاتی در خم شدن انگشتان دست، کشیدنی عضلات و آسیب‌های کمر اشاره کرد.

شدیدترین آسیب‌ها مربوط به جابه‌جا کردن وزن‌های سنگین است. سنگینی بار جابه‌جا شده کشیدگی عضلات را شدیدتر می‌کند و شدت آسیب را افزایش می‌دهد. پوشیدنی‌های بسیاری می‌تواند از شدیدتر شدن آسیب پیشگیری کند.

اسکلت بیرونی ONYX ساخت Lockheed Martin‌جهت پشتیبانی از پایین تنه

دستگاه‌های بالابر مغناطیسی پوشیدنی

این دستگاه‌ها به تدریج در محیط‌های کاری رواج یافته‌اند و می‌توانند به کاربر در بلند کردن اشیا سنگین بدون حس کردن وزن شیئ کمک کنند.

بازوهای مکانیزه و فعال

یک پوشیدنی بازو می‌تواند وزن اشیا را به زمین منتقل کند در نتیجه کاربر تمرکز خود را روی کار خود صرف می‌نماید و وزن دستگاه کمکی را حس نمی‌کند. جوشکاری، و در دست گرفتن ابزار جوش تنها یک نمونه از استفاده‌ی این نوع پوشیدنی‌ها است.

میزهای بالابرنده‌ی هیدرولیکی

از این دستگاه‌ها برای تنظیم ارتفاع اشیا‌یی که باید مدت طولانی روی آن کار شود، بهره برده می‌شود. تنظیم ارتفاع خم شدن غیرضروری و یا کشش را در بدن کاربر کاهش داده و به حفظ سلامت وی کمک می‌کند.

تنظیم کننده‌های دستگاه‌های جوشکاری

این دستگاه‌ها برای تنظیم مکان ابزار جوشکاری به کار می‌روند. در مکان مناسب دستگاه جوش نباید فشاری به بدن کاربر وارد شود و تمرکز تنها روی نقطه‌ی جوش است.

اسکلت‌های بیرونی

اسکلت های بیرونی حجیم‌ترین دستگاه‌های ساخته شده تا کنون برای حفظ بدن کاربر از آسیب‌ کارهای تکراری و اجسام سنگین هستند. یک اسکلت بیرونی می‌تواند به شکل کوله پشتی یا حتی یک بریس مخصوص ورزشکاران باشد. برخی از اسکلت‌های بیرونی به طور خاص برای بخش صنعت طراحی شده است. برخی دیگر کاربردهای پزشکی یا نظامی دارند. در حال حاضر شرکت‌های بزرگی مانند هیوندای، تویوتا، فورد و BMW از این ادوات استفاده می‌کنند.

اسکلت بیرونی AIRFRAME و پشتیبانی از گردن، شانه و دست در حین تمرکز بر کاری بالای سر

اسکلت بیرونی AIRFRAME

AIRFRAME در سال ۲۰۱۷ برای حفظ قسمت بالایی بدن، شانه‌ها و گردن، از آسیب‌های ناشی از نگاه کردن مداوم رو به بالا معرفی شد. این اسکلت بیرونی سبک در حدود ۲.۵ کیلوگرم است.

AIRFRAME مخصوص گردن، شانه و بازوهاست و مخصوص کاربران خط تولید هواپیماسازی‌ها یا خودروهاست. بالا بردن دست برای رنگ کردن، جوشکاری یا وصل کردن قطعات سبب کشش در ناحیه‌ی گردن، شانه و پشت می‌شود. انجام این کار به مدت ۴ ساعت در روز و به شکل روزمره می‌تواند کشیدگی و پارگی را در ماهیچه‌های قسمت‌های درگیر ایجاد کند. افرادی که دچار این آسیب‌ها می‌شوند به عمل جراحی و جلسات متعدد توانبخشی نیاز خواهند داشت.

طرز کار

AIRFRAME پس از بلند کردن شانه‌ها فعال شده و فشار اضافی را از بدن کاربر دور می‌کند. با پایین آمدن دست‌ها این پشتیبانی به صورت خودکار غیرفعال می‌شود. این فشار اضافی از طریق ساختمان آلومینیومی اسکلت بیرونی به قسمت بیرونی لگن منتقل می‌شود.

دستگاه AIRFRAME مانند عینک یا کلاه ایمنی یک پوشیدنی برای حفظ ایمنی کاربر است. این دستگاه غیرفعال باتری یا سامانه‌ی هوشمندی ندارد و تنها از یک اسکلت آلومینیومی و تعدادی کابل ساخته شده است و کاربر را قوی‌تر نمی‌سازد. AIRFRAME تنها کار را برای کاربر ساده‌تر می‌سازد. این اسکلت بیرونی مشابه یک کوله پشتی و در کمتر از ۱۰ ثانیه پوشیده می‌شود .

AIRFRAME در حدود ۸۰ مشتری جهانی مانند BMV، شرکت Toyota Motor و John Deere دارد.

اسکلت بیرونی AIRFRAME در حین کار و بلند کردن اجسام سنگین فعال شده و با آزاد کردن وزن دستگاه جوشکاری پشتیبانی خود را از بدن کاربر قطع می‌کند.

اسکلت بیرونی MATE

این اسکلت بیرونی در سال ۲۰۱۸ در مونیخ برای کاهش فشار وارد بر بالاتنه حین کار معرفی شد. MATE به طور خاص برای قسمت‌های پایانی کارهای صنعتی طراحی شده بود اما می‌توان از آن برای کاهش فشار وارد بر بالاتنه در شغل‌هایی که نیازمند حفظ وضعیت کشش در بدن استفاده نمود. به طور مثال جوشکاری،‌ دریل کاری، سرهم کردن قطعات الکتریکی و بسته‌بندی از جمله‌ی امور ذکر شده هستند.

اسکلت بیرونی MATE نیروی وارد بر شانه‌ها را به صورت ارگونومیک در قسمت پشت پخش می‌سازد. فنرهای این پوشیدنی فشار و کشش وارد بر شانه ها به شکل انرژی ذخیره کرده و از آن برای حرکت دادن آسان‌تر شانه‌ها بهره می‌برند.

MATE یک اسکلت بیرونی غیر فعال بدون باتری یا اجزای تولید کننده‌ی انرژی الکتریکی است. در حال حاضر برای تائید میزان کارایی MATE به آزمایش‌های کلینیک نیاز هست ولی برآورد کنونی کاهش ۳۰ درصدی فشار بر شانه‌ها است.

اسکلت بیرونی ONYX

شرکت Lockheed Martin از این اسکلت بیرونی برای خنثی سازی نیروی اضافی وارد بر پشت و کمر استفاده می‌نماید. این ابزار باید ضمن کاهش خستگی عضلات، آستانه‌ی تحمل کاربر را افزایش داده و خطر آسیب‌های پایین تنه را کم می‌کند.

اسکلت بیرونی ONYX از پاها در هنگام بلند کردن اجسام سنگین، کشیدن آن‌ها و یا در دست گرفتن ابزار سنگین کار،‌ زانو زدن یا خم کردن زانو،‌ جابه‌جا شدن در حالت خمیده، راه رفتن در مسافت‌های طولانی در هنگام حمل بار و  بالا و پایین رفتن از پله در حین حمل بار محافظت می‌کند. این وسیله برای کارگران کارخانه‌ها و سربازان قابل استفاده است.

طرز کار اسکلت بیرونی ONYX

اسکلت بیرونی ONYX یک اسکلت بیرونی پایین تنه‌ی فعال است که از هوش مصنوعی برای افزایش توان کاربر بهره می‌برد. ساختمان انعطاف‌پذیر که با بدن انسان تطبیق می‌یابد از محاسن این پوشیدنی است. حسگرهای روی وسیله سرعت، مسیر و زاویه‌ی حرکت را ردیابی می‌کنند و بر اساس آن عملگرهای الکترومکانیکی برای حرکت زانوها نیرو و گشتاور مناسب را فراهم می‌کنند. با کاهش سوخت ساز و انرژی لازم برای حرکت، ONYX‌ آستانه‌ی خستگی کاربر را افزایش می‌دهد.

به دلیل پشتیبانی از بدن کاربر این وسیله هنگام حمل بارهای سنگین نیز مفید است. در هنگام حرکت روی پله با پشتیبانی از بدن کاربر می‌توان بارهای سنگنین را جابه‌جا نمود. دستگاه با حفظ مناسب‌ترین وضعیت استخوان‌ها و ماهیچه‌ها فشار و تنش را در بدن به حداقل می‌رساند.

اسکلت بیرونی ONYX هنوز در مرحله‌ی آزمایش است تجاری‌سازی نشده است. شرکت سازنده برای ادامه‌ی کار روی این پوشیدنی از بخش نظامی ۶.۹ میلیون دلار پشتیبانی دریافت نموده است.

اسکلت بیرونی H-WEX با پشتیبانی از بالا تنه و لگن در هنگام بلند کردن اجسام سنگین از کاربر محافظت می‌کند.

اسکلت های بیرونی H-WEX, H-CEX, H-VEX

هیوندای نیز در حال ساخت پوشیدنی رباتیک خود می‌باشد. این شرکت فناوری اسکلت بیرونی خود را در سال ۲۰۱۷ در نمایشگاه ژنو معرفی نمود. این سازنده‌ی خودرو اسکلت‌های بیرونی خود را برای بلند کردن اجسام سنگین در محیط کار و کمک به بیماران پاراپلژی و سالمندان برای راه رفتن عرضه خواهد کرد.

اسکلت بیرونی ویژه‌ی کمر یا H-WEX از بالاتنه و لگن به منظور کاهش آسیب‌های کمر در کارگران خط تولید، افرادی که کارهای سنگین را به دفعات در روز انجام می‌دهند و وزن‌های بالا را جابه‌جا می‌کنند، محافظت می‌کند.

نحوه ی عملکرد H-WEX

اسکلت بیرونی H-WEX برای خم کردن مفاصل تا ۱۸۰ درجه در ثانیه بهینه شده است. الگوریتم به کارگرفته شده در این پوشیدنی امنیت کاربر حین این حرکت را تامین می‌کند. وزن کم آن حمل کردن و استفاده از آن را ساده می‌سازد.

باتری دستگاه قابل تعویض و قابل شارژ است. بدنه‌ی سبک H-WEX روی پاها بسته می‌شود و برای قرار گرفتن روی بدن کاربر قابل تنظیم است. بدنه‌ی انعطاف‌پذیر آن هنگام راه رفتن با وضعیت بدنی کاربر هماهنگ می‌شود و حرکت را ساده می‌سازد.

اسکلت بیرونی H-VEX

آزمایش روی این جلیقه‌ی پوشیدنی ادامه دارد. پوشیدنی H-VEX برای کاهش فشار روی گردن و پشت طراحی شده تا ۶۰ کیلوگرم را پشتیبانی می‌نماید. کاربران این ابزار را در هنگام تمرکز روی اشیای بالای سر مفید خواهند یافت.

اسکلت بیرونی H-CEX

اسکلت بیرونی Chairless هیوندای با نام H-CEX یا Hyundai Chairless Exoskeleton در کارخانه‌ی هیوندای-کیا در شمال آمریکا آزمایش می‌شود. نخستین نمونه‌ی این دستگاه برای کمک به کارگرانی که کارهای نشسته انجام می‌دهند ساخته شد. با ۱.۵ کیلوگرم این اسکلت بیرونی سبک قابلیت پشتیبانی از ۱۵۰ کیلوگرم بار را داراست و برای قدهای مختلف کاربران قابل تنظیم است.

اسکلت بیرونی H-MEX

اسکلت بیرونی H-MEX یا Hyundai Medical Exoskeleton یک اسکلت بیرونی پزشکی است که به بیمارانی که دچار آسیب‌های ناحیه‌ی پایین ستون فقرات هستند در راه رفتن کمک می‌کند. این اسکلت بیرونی در انتظار دریافت تائیدیه‌ی FDA است.

بیشتر بخوانیم

راهنمای صنعت اسکلت بیرونی برای تازه‌ کاران

توانایی حمل تجهیزات نظامی سنگین با اسکلت بیرونی نظامی روسیه

کاربرد اسکلت بیرونی Cray X در محیط‌های کاری صنعتی

منبع: thefabricator.com

«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوری‌های توان‌افزا و پوشیدنی) مجاز است»