Hur nära är vi att få chansen att klä på oss robotar?

Föreställ dig att ditt dagliga arbete tvingas släpa runt på en 20 kg tung maskin. Inte världens tyngsta lyft för de flesta, men även för riktigt starka individer blir 20 kg rejält påfrestande redan efter ett par minuter. Lyckligtvis är detta något vi slipper som ingenjörer och konstruktörer, men inom många andra yrkesområden är fysisk ansträngning en del av vardagen. Lantbrukare, militärer, brandmän med flera. Därför är det kanske inte så konstigt att det världen över pågår en rad projekt med syftet att utveckla användbara exoskelett!

Exoskelett, från grekiskans exo (yttre), är den typ av yttre skelett du hittar hos bland annat skaldjur och insekter såsom myror och kackerlackor. Strukturen är motsatsen till ett endoskelett, den typ av skelett vi människor har. Exoskelettet stadgar kroppen från utsidan i stället för tvärtom, vilket tycks vara en väl fungerande konstruktion sett till att över 90 procent av allt djurliv på jorden utgörs av insekter.

Under 60-talet väcktes idén att man kunde ikläda en människa ett exoskelett, med funktionen av en bärbar robot som både skulle ge personen stadga och samtidigt tillföra extra muskelstyrka. Du som har läst eller sett Starship Troopers vet precis vad jag menar. Och kanske är det faktiskt ifrån Starship Troopers som idén ursprungligen kommer. Boken gavs faktiskt ut redan 1959 och beskriver bland annat soldater med artificiella exoskelett.

Det första artificiella exoskelettet skapades i USA bara några år efter att boken publicerades. Den tänkta tillämpningen var inte helt oväntat militär, för att ge soldater omänsklig styrka och uthållighet. Styrkemässigt lyckades de bra. Att lyfta 110 kg iklädd exoskelettet skulle motsvara att lyfta motsvarande 4,5 kg. Dräkten skulle alltså göra användaren hela tjugofem gånger starkare! Tyvärr fanns det några stora nackdelar. Dräkten vägde 680 kg och dåtidens teknik begränsade kraftigt svarstiden i systemet, som var både hydrauliskt och elektriskt, vilket antingen gjorde alla rörelser olidligt långsamma eller resulterade i okontrollerbart våldsamma rörelser. Hela projektet lades ned och testades aldrig i sin helhet på en människa.

Servomotorer är en del av lösningen

I dag har utvecklingen kommit längre och det börjar dyka upp nya exoskelett, baserade på moderna, dynamiska servomotorer. Än mer glädjande är att det även finns medicinska tillämpningar. Vad sägs till exempel om att patienter med muskelsjukdomar plötsligt kan bli starka, att den som är förlamad kan lära sig att gå igen eller att sjuksköterskor inom äldrevården får styrka att lyfta patienter? Det låter som science fiction men är på väg att bli verklighet. Redan i dag finns flera kommersiellt tillgängliga kompletta exoskelett från både USA och Japan, och musklerna utgörs i de flesta fall av servomotorer.

Oavsett om det handlar om kompletta futuristiska exoskelett eller mer konkreta hjälpmedel som en servohandske, behövs högdynamiska, precisa servomotorer som producerar mycket effekt för sin vikt. Många tillämpningar kräver att motorn är så väl anpassad för arbetsuppgiften att det inte ens krävs någon växel eftersom det adderar en del vikt, speciellt på lite större drifter. De motorer som arbetar konstant kommer även – trots hög verkningsgrad – att producera en del värme, vilket man måste kunna hantera med hjälp av god värmeavledningsförmåga.

Så vad tror du? Kommer exoskelett vara en del av vår framtid, eller arbetar du rentav med någonting liknande? Lämna gärna en kommentar och berätta hur du ser på framtiden för exoskelett!