A nem is olyan távoli jövő építőipari munkásai számára a “beöltözni” kifejezés arra utalhat, hogy egy fém exosuitot – építőipari munkásoknak szánt exoskeletont – viselnek, amely robotikus erőt biztosít, még ha nem is ruházza fel őket a Vasember erejével. Sajnos Magyarországon a munkások még nem használnak ilyen szerkezeteket, de talán a jövőben többen felfigyelnek az ilyen lehetőségekre is.

Az építőiparon belül használt exosuitok, vagyis exoskeletonok megérettek a növekedésre – mondja Dan Kara, aki decemberig a robotikára összpontosító kutatásokat vezette az amerikai 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 gépet fognak eladni, főként rehabilitációs célokra. Az ABI várakozásai szerint 2025-re mintegy 2,6 millió lesz a piacon.

Bár számos vállalat gyárt exoszkeleton ruhákat építőipari és gyártási felhasználásra, az építőipar területén egyelőre korlátozottan jutottak előre, és kevés, vagy egyáltalán nem sok építőipari vállalat alkalmazza őket. Addig is az építkezők figyelemmel kísérhetik a gyártókat, akik tesztüzemben próbálgatják a robotöltözeteket, hogy megállapítsák, hogyan lehet őket az építőiparban használni.

Mik azok a robotikus exoszkeleton ruhák ?

Az exoruha egy motorizált fémváz, amely megsokszorozza viselője erejét. Az exoskeletonoknak is nevezett robotöltözetek fémváza némileg tükrözi viselőjük belső csontvázszerkezetét.

A ruhának köszönhetően a felemelt tárgyak sokkal könnyebbnek, sőt néha súlytalannak tűnnek, ami csökkenti a sérüléseket és javítja az alkalmazkodóképességet. Az építőipar pedig nagy számban fogja használni ezeket a viselhető robotikus exoruhákat, legalábbis egy elemzés szerint.

Az egyik ok, amiért a robotöltözetek megérettek az építők általi elfogadásra, a csökkenő áruk. Példának okáért kétféle exoszkeleton, a Chairless Chair és az EksoWorks Vest egyenként körülbelül 5000 dollárért (1.600.000 ft) kapható, ami jóval kevesebb, mint a bénultakat járni segítő, teljes testet fedő öltözékeké.

Az amerikai katonai projekttől az egészségügyig és azon túl is. Az először az amerikai hadsereg által kifejlesztett exoszkeletonok az egészségügyből a feldolgozóiparba és a mezőgazdaságba kerültek, ahol az alkalmazottak szintén nehéz terheket cipelnek és szállítanak, valamint sokszor ugyanolyan mozdulatokat tesznek. Az egészségügyben a ruhák segítenek az agyvérzés áldozatainak visszanyerni végtagjaik erejét, vagy akár a lebénultaknak járni vagy használni a karjukat.

1965 körül a General Electric elkezdte fejleszteni a Hardimant, egy nagyméretű, teljes testet fedő exoskeletont, amelyet úgy terveztek, hogy 25-szörösére növelje a felhasználók erejét, és 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 650 kg-ot nyomott, és két ruhából állt, az egyik a kezelőhöz volt erősítve, a másik pedig külső, amely a tárgyakat hordozta.

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

De 2000 körül az exoszkeleton robotöltözetek egyre inkább elérhetővé váltak az egészségügyi felhasználók számára. Az egyik első alkalmazást, a Lokomatot, a járás rehabilitációjára használták 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 felemelni az elektromos szerszámokat, mintha azok egyáltalán nem is nyomnának semmi súlyt.

Az exoszkeletonok 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.

Jellemzően az építőiparban és a feldolgozóiparban használt passzív rendszerek népszerűek, mivel ezek a ruhák olcsóbbak, és nincs szükség aktuátorokra ahhoz, hogy az exoskeleton felhasználóját tehermentesítsék a hasznos teher vagy a testsúly alól.

Kevesebb sérülés

Az építőiparban, a gyártásban, a mezőgazdaságban és más iparágakban, ahol a robotszerkezeteket alkalmazzák, az exo ruhák növelik az emberi mozgást, hogy nagyobb emelési erőt és jobb termelést tegyenek lehetővé az olyan ismétlődő feladatoknál, mint a guggolás, a hajolgatás vagy a járás. Az exoruhákat viselők kevésbé lesznek hajlamosak a balesetekből vagy túlterhelésből eredő súlyos sérülésekre.

Az építőipari munkások pedig a kelleténél többször szenvednek túlterhelési sérülést. A Munkaügyi Statisztikai Hivatal szerint az egy főre jutó mozgásszervi megbetegedések aránya náluk az egyik legmagasabb. Az ilyen típusú sérülések csökkentik az építőipari dolgozók munkaképes éveinek számát, és akár maradandó sérülést is okozhatnak.

Az építőipari dolgozóknak szánt külső vázak típusai

Az elmúlt években a fejlesztők a kisebb, speciálisabb exoszkeleton-projektekre összpontosítottak, amelyek egy adott testrészt céloznak meg, bár teljes testruhák is használatban vannak. Ezt szem előtt tartva a mai exoskeletonok változatos kategóriákba sorolhatók.

A felerősített karos exoruha

A szerszámtartó exoskeletonok egy rugós karból állnak, amely az egyik végén egy nehéz szerszámot tart, és amely egy alsótest-exoskeletonhoz 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.

A szerelt karú exoszkeleton nem a testen viselhető, hanem a dolgozók a kar végére helyezett szerkezettel irányítják a kart. Az exoszkeleton segíti a munkásokat a nehéz kéziszerszámok gyors használatában, így gyorsabban, kevésbé fáradtan és jobb kivitelezéssel végezhetik el a munkákat.

Felső exoruha

A kar, nyak, és válltámaszt nyújtó exoskeletonok segítik a dolgozókat a fej fölött végzett szerelési munkák során. Csökkentik a kar, és nyakizmok terhelését, miközben csökkentik az ismétlődő mozdulat okozta sérüléseket. Passzív, dinamikus támogatást is nyújtanak anélkül, hogy korlátoznák a törzs és a karok mozgásterjedelmét.

Kartámasztó végtag

Egyes ruhák egyszerű karok, amelyek segítenek a munkásoknak a nehéz szerszámok emelésében, míg a teljesebb exoskeletonok váll, vagy kartámaszt nyújtanak. Van olyan hibrid rendszer, amely passzív és kvázi-passzív működtetést kombinál, hogy támogassa és segítse a kőműveseket a falazótömbök emelésében és elhelyezésében, valamint a kőműves szerszámok kezelésében. Kevés energiát használ, de ergonomikus felsőtest és kartámasztást biztosít, amely a ruhák készítői szerint a tárgyak súlya sokkal kisebbnek tűnik, mint amekkora valójában, és lehetővé teszi a munkás számára, hogy fáradtság nélkül végezze el a különböző feladatokat.

Guggolást és állást támogató

A testtartást támogató exoskeletonok olyan eszközök, amelyek a helyükön rögzülnek, és támogatják a felhasználókat, amikor hosszú ideig ugyanabban a helyzetben guggolnak vagy állnak. Ezek is csökkentik az ismétlődő mozgási stressz, és az izomsérülések számát.

Egész testre szabott exoszkeletonok

A teljes testre ható motoros ruhák támogatást és extra erőt biztosítanak. Amikor a SuitX exoskeletonját viselő dolgozók például előre hajolnak, a ruha hátuljában lévő sűrített levegővel működő rugók leveszik a viselőjükről az emelési teher egy részét. A vállegység hasonló segédmechanizmust használ az emeléshez vagy a fej feletti munkavégzéshez.

Korai fázisú tesztek

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

Tizenegy alsótest-exoskeleton már a BMW Group több németországi autógyárában is használatban van. Az exoskeleton a lábakra vagy a törzsre erősített és különböző pozíciókban rögzíthető, mozgatható sínből áll. A lábtartó szerkezet a hosszan tartó állást ülő helyzetbe tudja alakítani, így javítva a munkakörülmények kényelmét és rugalmasságát.

Már a gyakorlatban

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

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

Az egyre dinamikusabban növekvő építőipar egyre nagyobb számban fogja alkalmazni az ilyen típusú exoskeletonokat. A legújabb technológiai fejlesztések segítenek abban, hogy az építkezések biztonságosabbá és hatékonyabbá váljanak.