外骨骼是产业工人的未知因素吗?

如果你与外骨骼的唯一联系是托尼·斯塔克和钢铁侠，你可能会想到一种让你有力量安全地举起和移动重物的技术，就像漫画书和好莱坞的东西一样。但外骨骼正在进入市场，以保护仓库和制造业工人免受与繁重和重复举重有关的背部、肩部和颈部损伤。实际上，它们可以提振肌肉，让工人几乎感觉不到压力，因为机器承担了很大一部分重量。

毫无疑问，外骨骼是一项新兴技术，一项为军事开发的技术。但一些公司正在测试和部署外骨骼。例如，去年11月，StrongArm技术报道称，大约有30家客户正在使用或测试其系统，其中包括沃尔玛和丰田。

“外骨骼有能力改变一切，因为你的员工就是一切，”他说Ignacio GalianaVerve是一家处于外骨骼研发初级阶段的科技公司。“人们举重是至关重要的。从财务角度来看，这是公司的关键，也是关心员工的关键。无论这是他们第一天上班，还是他们在公司工作20年的第一天，他们都应该回到自己生活中的人身边，保持健康。”

克丽丝蒂马丁代尔首席客户官兼产品战略执行副总裁Sarcos机器人他提出，这些伤害正在伤害从工人到公司的每个人。制造业、仓储和物流业的劳动力短缺正在给全球企业造成生产率差距。她说，具体到物流和仓储，他们的年营业额为25%至50%，据估计，仓储预算的50%至70%是人工成本。除此之外，每一次背部受伤的工伤赔偿索赔约为4万至8万美元。

马丁代尔说:“当你考虑到失去的机会、工资损失、医疗费用时，这些问题在美国每年加起来大约有1000亿美元。”

外骨骼可以降低这些成本，但外骨骼到底是什么呢?将其视为操作者的机械延伸，通常可穿戴并用于辅助活动范围。例如，它经常被用来辅助行走。它可以是电池供电的，也可以不是;使用小型马达或其他提升辅助技术，它可以支持用于提升的肌肉，提供推力，避免将工人的身体推到极限。

硬与软

外骨骼有两种:硬外骨骼和软外骨骼。硬外骨骼具有刚性界面，包括坚固的框架和刚性结构。软装置往往重量更轻，但仍然使用升力辅助技术。

例如，Verve的外骨骼是一种软设备，其操作体验类似于穿衣服。加利亚纳说:“它可以每天佩戴，而且每当你举起东西时，它会感觉轻30%左右。”加利亚纳是一个团队的一员，该团队开始研究外骨骼技术Wyss生物启发工程研究所在哈佛大学。Verve现在正寻求将该产品商业化。“我们的系统在技术上是由纺织品组成的，并有一个小型的动力马达，类似于消费者机器人应用中使用的马达。这个系统就像一块外部肌肉，对你的生物肌肉施加力量，并集成了传感器来调整你的动作。”

为什么选择软的?“我们研究了肌肉是如何工作的，然后是关节，”加利亚纳说。“当移动关节时，感觉可能会有运动限制，除非你有一个非常复杂的机械设计。在这里，你可以完全自由地行动。当你需要的时候，力量就在那里。当你不这样做的时候，你就可以专注于你的工作了。”

当操作者举起物体时，外骨骼也会对背部和臀部起到辅助作用。“记住，世界上导致残疾的头号原因是背痛，”加利亚纳说。“我们希望能停止这种难以忍受的痛苦。”

在某些应用中，硬外骨骼可能更合适。漂浮技术例如，外骨骼的设计目的是帮助支撑人们的手臂，防止肩部、颈部和背部疲劳。“它源于我们在手术室里与外科医生和医疗器械手术器械的经验，”他说约瑟夫Zawaideh他是营销和研发副总裁，也是该公司的联合创始人。该装置的特点是一个刚性的硬框架磨损转移负载到臀部的外部。它有带子和腰带，重量只有5磅多一点，在手臂外面的扶手上安装了磁带而不是马达。它由一系列电缆、滑轮和绳子提供机械动力，具有不使用电源的吸引力。

在工业环境中，该设备为需要长时间将手臂举过肩膀的应用提供辅助。扎瓦德说，想想当你伸手去换头顶上的灯泡时，你会感到多么紧张。现在，想象一下你正在换20到40个灯泡，背靠背，在肩膀的高度或头顶的正上方。他说:“如果站在你旁边的人在你举起手臂的时候把手放在你的手肘上方，然后推你的手臂，你会说‘啊，谢谢’，所有的疼痛都消失了——然后，当你放下手臂去抓下一个灯泡的时候，他们的手就移开了。”

Levitate的外骨骼技术已经在航空航天和汽车等行业发挥了作用。他说，对于后者，Levitate与丰田合作试用了该技术，丰田在2018年和2019年将其在管理活动造成的伤害上花费的大量资金实际上降至零。丰田后来开始部署。

当操作员举起物体时，外骨骼也会对背部和臀部起到辅助作用。

为宇航服提供动力

Sarcos机器人有着悠久的运动学历史，以机器人的形式模仿人类的行为。事实上，Sarcos公司开发的全身动力外骨骼套装被《时代》杂志评为2010年度创新产品。然而，液压驱动的宇航服需要6800瓦的功率才能运行;目前的设计大大降低了操作所需的功率，对于工业环境更现实。

目前的版本，仍在alpha阶段，是一个坚硬的电池供电的工业外骨骼模型(命名为卫报XO)，作为一种工业产品，它在正常运行时只消耗大约400瓦的电力。除了用于管理外骨骼的离合器、执行器和软件之外，电动机还增强了用户的提升能力，提供了200磅的提升能力。Martindale表示，使用Sarcos外骨骼的一个优点是使用方便，而且它的先进控制系统可以让操作员感觉到一部分重量，从而降低由于失去控制而将大件物品扔到房间另一边的可能性。强度应用通常设置为起重重量的20- 1百分比，从而减轻了工人的大量重量。

外骨骼被储存在一个用于软件更新和电池充电的坞站中。为了让它工作，操作人员将脚伸进套装底部，并将手臂套上安全带。夹住前面，就可以开始了。她说:“总而言之，一名经验丰富的操作员可以在大约30秒内穿上和脱下宇航服。”

操作者通过他们的运动向外骨骼提供方向输入，作为响应，整个宇航服的传感器保持等距，帮助宇航服在与操作者一起移动时不断地离开人的道路。在抓取和操纵物品时，末端执行器就像外骨骼的手一样。Martindale说，末端执行器可能是一个可以调整的，或者你有多种选择的。

该公司的目标是在今年晚些时候将外骨骼商业化。她说，租金将以一至三年的租期为基础，每年约为10万至15万美元。

准备好迎接黄金时段了吗?

今年3月，外骨骼在亚特兰大的2020年Modex上展出。毫无疑问，工业雇主正在寻找解决方案，使重复性工作，如起重和架空安装，压力更小，更有趣。这既是为了减少人员流动率，也是为了减少背部、肩部和颈部受伤的成本。与此同时，这项技术的时机是否合适仍是一个悬而未决的问题布莱恩·詹森他是这家设计咨询公司的管理合伙人圣棉球放在。詹森说:“如果你在2月份问我这个问题，我会给你一个与现在完全不同的答案。”“我们不知道我们是否仍然会面临劳动力挑战和高失业率的高流动率。”

尽管如此，我们知道现在有太多的工人在说什么，他们抓着疼痛的身体。撇开小罗伯特·唐尼的比较不谈，产业工人并不是托尼·斯塔克那样的亿万富翁，而是在短期和长期伤害方面面临潜在严峻现实的人。加利亚纳说:“钢铁侠的比较可能只是工人感兴趣的一小部分。”“但真正吸引他们的是更好的生活质量。他们想要起床，准备好与同事见面，尽自己最大的努力。我们希望这将使他们更加期待去工作。这些工人帮助所有东西移动。”

本文中提到的公司:

• 漂浮技术
• Sarcos机器人
• 圣棉球放在
• 神韵