Dış İskeletler Onarımı

[summary]Dış iskeletler, kullanıcı vücuduyla mekanik olarak etkileşime girip uygulanan kuvvet yoluyla kullanıcının hareketini, duruşunu veya fiziksel aktivitesini geliştiren, destekleyen veya artıran giyilebilir cihazlardır. Bu cihazlar için diğer yaygın isimler arasında exo, exo teknolojisi, yardımcı dış iskelet ve insan artırma dış iskeleti bulunur.[\/summary]

Dış iskeletler, mekanik etkileşim yoluyla insan hareketini geliştiren veya destekleyen giyilebilir cihazlardır. Tıbbi (rehabilitasyon ve destek), mesleki (yaralanma azaltma ve performans artırma) ve rekreasyonel (aktivite desteği) dahil olmak üzere çeşitli amaçlara hizmet ederler. Dış iskeletler ayrıca vücut bölgesine veya göreve, yapıya (sert veya yumuşak) ve diğer özelliklere göre sınıflandırılabilir.

Nicholas Yagin tarafından icat edilen ilk dış iskeletler.

Modern standartlara göre dış iskelet sayılabilecek ilk giyilebilir cihazlar, 1800'lerin ortalarından sonlarına ve 1900'lere kadar geliştirilmiş olup "dış iskelet" teriminden önce gelmiştir. Bu erken dış iskelet cihazlarının çoğu destekler, yardımcılar, adım sayarlar veya aparatlar olarak adlandırılıyordu. Duruşu, hareketliliği ve diğer fiziksel görevleri iyileştirmek için tasarlanmış olsalar da, bu cihazların çoğu yalnızca prototip veya kavram olarak var olmuş, ticarileştirilmemiş veya yoğun bir benimseme görmemiştir.

En eski giyilebilir dış iskeletlerden biri, Temmuz 1889'da Rus mühendis Nicholas Yagin tarafından tasarlanan pasif, sert bir aparattı. Amacı koşmayı, yürümeyi ve zıplamayı geliştirmekti. 1900'lerin başında geliştirilen bir diğer dış iskelet, Amerika Birleşik Devletleri mucidi Leslie Kelly tarafından yaratılan buharla çalışan yumuşak bir dış iskeletti. Bu dış iskelet, kullanıcının kaslarına paralel uzanan yapay olarak oluşturulmuş bağlara mekanik güç ileterek kullanıcının koşma yeteneğini artırmayı hedefliyordu.

Dış iskelet teknolojisinin gelişimi 20. yüzyılın ortalarında devam etti ve hem artırma hem de rehabilitasyon için giyilebilir yardımcı teknolojiler geliştirmede yeni olasılıklar ve zorluklar ortaya çıkardı. Bu dönemde dış iskelet teknolojilerindeki en önemli başarılardan biri, giyilebilir kamera dengeleyicilerin ortaya çıkmasıydı. Ancak, o zamanlar dış iskelet pazarlaması çok az olduğundan veya hiç olmadığından, teknoloji büyük ölçüde kendi kategorisine dönüştü, ancak 1970'lerde yaygın bir benimseme ile başarı gördü.

Hardiman I Prototipi içindeki bir operatörü gösteren şema.

Bu dönemde, dış iskelet teknolojisi için askeri uygulamalar da düşünülüyordu. 1951'de Amerika Birleşik Devletleri Ordusu Balistik Araştırma Laboratuvarı (BRL), askerlere yardımcı olmak için tasarlanmış motorlu bir dış iskelet üzerine araştırmalar başlattı. 1963 yılına gelindiğinde, BRL araştırmacısı S. Zaroodny, dış iskelet prototipi için bir öneri hazırlamıştı. Ancak, geliştirilmesiyle ilgili mühendislik zorlukları nedeniyle prototipin gerçekten üretilip üretilmediği belirsizliğini korumaktadır.

1960'larda, Amerika Birleşik Devletleri Silahlı Kuvvetleri ve General Electric, Hardiman I adlı başka bir dış iskelet projesini birlikte geliştirdi. Bu dış iskelet, kullanıcının gücünü 25 kat artıracak hidromekanik iki taraflı bir servo sistemiyle çalışıyordu. Bu, 240 lbs (110 kg) ağırlığındaki bir nesneyi kaldırmanın 10 lbs (4,5 kg) gibi hissettireceği ve 750 lbs'ye (340 kg) kadar olan nesneleri kaldırabileceği anlamına geliyordu. Hardiman I ayrıca, kullanıcının manipüle edilen nesneleri ve uygulanan kuvveti hissetmesini sağlayan kuvvet geri bildirimi özelliğine sahipti. Ancak, Hardiman I, projenin genel bir başarısızlık olarak etiketlenmesine yol açacak çeşitli tasarım sınırlamalarına sahipti. Tam dış iskeleti kullanmaya yönelik herhangi bir girişim, şiddetli ve kontrolsüz hareketlere yol açtı, bu da araştırmacıların içeride bir insan operatör varken makineyi çalıştırma konusunda tereddüt etmelerine neden oldu. Operasyonel komplikasyonlara ek olarak, Hardiman I 1.500 lbs (680 kg) ağırlığındaydı ve kuvvet geri bildirimi özelliği amaçlandığı gibi çalışmıyordu, bu da etkileşimde olduğu nesnenin tahrip olmasına yol açıyordu.

Pitman Dış İskeletinin tasarım özelliklerini gösteren şema.

1980'lere ve 1990'lara gelindiğinde, dış iskelet teknolojisi gelişmeye devam ederek test platformları ve keşifsel prototipler olarak hizmet etti. Dikkate değer bir konsept dış iskelet, Los Alamos Ulusal Laboratuvarı tarafından geliştirilen Pitman'dı. Pitman, öncelikle düşük yoğunluklu çatışmalar ve terörle mücadele operasyonları için askeri piyadelere yönelik 500 kiloluk motorlu bir "zırh takımı" idi. Fiberglas polimer/seramik kompozit zırha ve kaskın içinde takımı kontrol eden beyin tarama sensörlerine sahipti. Ancak Pitman, o dönemdeki algılanan karmaşıklığı ve kullanışsızlığı nedeniyle ilk konsept aşamasının ötesine geçemedi.

Rehabilitasyon alanında, dış iskelet teknolojisinde önemli ilerlemeler kaydedildi. Buna bir örnek, felçli bireylerin hareket kabiliyetini yeniden kazanmaya ve yürümeyi öğrenmeye yönelik terapi egzersizlerini gerçekleştirmelerine yardımcı olmak için tasarlanmış robotik bir rehabilitasyon cihazı olan Lifesuit dış iskeletidir. İlk Lifesuit'ler başlangıçta kablolu olsa da, daha sonraki tasarımlar Lifesuit dış iskeletlerinin daha taşınabilir olmasını sağladı ve Lifesuit mucidi Monty Reed bunu halka açık yol yarışlarında yürümek için kullandı.

2000 yılından itibaren, kısmen tasarım, uygulama ve benimsemedeki önemli ilerlemeler nedeniyle dış iskelet alanındaki odak noktası değişti ve genişledi. Bir kişinin performansını büyük ölçüde artıran robotik, tüm vücudu kaplayan dış iskeletlere yapılan vurgu, belirli kullanımlar için daha küçük, daha basit tasarımlar lehine azaldı. Modern dış iskeletler, giyilebilir araçlar olarak hareket eder ve inme hastaları için ayak bileği desteği veya montaj hattı çalışanları için omuz desteği gibi sınırlı görevler için faydalar sunar.

21. yüzyılın başlarında ayrıca rekreasyonel, araştırma ve eğitim amaçlı yeni dış iskelet kategorileri ortaya çıktı. Buna kullanıcıların yürümesine, koşmasına, doğa yürüyüşü yapmasına ve hatta kayak yapmasına yardımcı olan dış iskelet ürünleri dahildir.

• Dış İskelet Wikipedia Sayfası