Como funciona um exoesqueleto?

Em Máquinas incríveis por André M. Coelho

A tecnologia percorreu um longo caminho em pouco tempo. E a robótica está acompanhando esse desenvolvimento a passos largos, e chegando a um nível que pode até para ajudar os seres humanos a melhorarem suas próprias capacidades. Pesquisadores estão desenvolvendo roupas que permitiriam aos humanos imitar robôs em termos de capacidades físicas. Mas o que são os exoesqueletos?

Exoesqueleto robótico

Estes chamados exoesqueletos são são estruturas esqueletais usadas ​​por seres humanos que possuem um pouco de energia elétrica e mecânica para auxiliar em certos movimentos. Isso permitiria ao usuário levantar objetos muitas vezes mais pesados ​​do que ele ou ela poderia sem o exoesqueleto, ou poderiam ajudar o usuário em outras formas de movimentos. Um exoesqueleto motorizado é um conceito simples do ser humano moldado junto à máquina..

Para se construir um exoesqueleto, ele deve ser forte, leve e flexível. Uma fonte de energia duradoura é necessária para que o traje seja executado; idealmente, e essa fonte de energia deve ser o mais silenciosa possível. O usuário deve poder controlar o exoesqueleto livremente e naturalmente. O movimento do exoesqueleto é alimentado por atuadores, que são dispositivos que transformam um sinal elétrico em movimento. O movimento dos atuadores deve ser suave e silencioso. Finalmente, o dispositivo deve poder se mover naturalmente ao estar “instalado” em um ser humano. Todos estes são requisitos para um ser humano poder interagir com o ambiente natural e realmente ter benefícios com o uso do exoesqueleto.

Exoesqueleto

Um exoesqueleto pode proporcionais mais força e resistência a um ser humano normal, e até recuperar movimentos perdidos. (Foto: NBC News)

Exemplos de exoesqueletos na história

Desde o primeiro exoesqueleto motorizado, Hardiman, desenvolvido na década de 1960 pela General Electric e pelos militares dos Estados Unidos, a evolução foi grande. Esse primeiro modelo pesava 1500 quilos, o que era muito pesado e volumoso para qualquer uso prático. Em 1986, ideias foram dadas para o LIFESUIT, um exoesqueleto motorizado que imitava um movimento de caminhada humano, com o propósito de auxiliar deficientes físicos. Foi concluído em 2001 e, desde então, versões diferentes e mais avançadas foram criadas. Outros modelos atuais de exoesqueletos motorizado incluem o Exoskeleton XOS, construído pela Sarcos, que imita o movimento humano e permite que o usuário levante enormes quantidades de peso enquanto se mova de forma fluida e rápida, e o xoHiker, que permite que os usuários carreguem pesos pesados ​​em suas costas enquanto regeneram a energia através de cada passo que o usuário dá, assim como os veículos híbridos regeneram a energia elétrica durante a condução.

O funcionamento de um exoesqueleto

A forma como um exoesqueleto funciona depende muito de sua utilidade e construção. Mas o princípio é basicamente o mesmo para todos: uma bateria é geralmente posicionada como uma mochila para o indivíduo que usa o exoesqueleto. A pessoa então “veste” o resto do exoesqueleto, prendendo-o em pontos estratégicos do corpo (geralmente articulações). O exoesqueleto geralmente já vem conectado à bateria. Ao vesti-lo é que começa a parte interessante.

Os exoesqueletos podem funcionar a partir de comandos do usuário ou automaticamente, a partir de sensores e certos movimentos do indivíduo. O funcionamento é feito através de atuadores mecânicos, hidráulicos, e elétricos ao longo do exoesqueleto. Estes, por sua vez, ajudam o indivíduo a realizarem certos movimentos, tais como levantar pesos, caminhar, ou realizar movimentos difíceis ou em terreno acidentado gastando menos energia.

Qual a função de um exoesqueleto?

O principal uso de um exoesqueleto é aumentar as habilidades físicas do usuário. Se for usado pelos militares, os soldados podem mover objetos pesados ​​em seus caminhos, carregar cargas mais pesadas e possibilitar o uso de roupas de proteção mais pesadas, tudo sem sentir a tensão do peso adicional. Além disso, a velocidade de caminhada poderia ser aumentada. Transportar mais de 45 kg de suprimentos desaceleraria os soldados melhor condicionados, mas com um exoesqueleto motorizado, os pesquisadores estão olhando velocidades maiores do que 16 km/h mesmo com cargas pesadas. A termos de comparação, Usain Bolt sem qualquer carga consegue velocidades de 44.72 km/h. Além disso, outras habilidades físicas, como saltar, podem ser melhoradas, tudo para ajudar os soldados a manobrar em torno de seu ambiente de forma mais rápida e fácil.

https://youtu.be/v6VselVOZdE

Claro, esses exoesqueletos tem mais funções do que apenas fins militares. Pessoas que perderam movimentos dos membros podem recuperá-los Trabalhadores podem usar os exoesqueletos para carregarem mais peso com pouco ou nenhum risco para sua própria saúde, e por aí vai.

Esta tecnologia está sendo considerada para melhorar o movimento para idosos com dificuldades de locomoção e para fins de reabilitação. Eles também seriam úteis para o trabalho de resgate, permitindo que as pessoas limpassem escombros pesados ​​ou protegessem-os de um ambiente perigoso. Pesquisadores no Japão estão projetando ternos para enfermeiros para ajudar a levantar e transportar pacientes. As possibilidades são muitas, e a tecnologia está chegando no melhor momento.

O que vocês conhecem de exoesqueletos? Deixem nos comentários seu conhecimento!

Sobre o autor

Autor André M. Coelho

Engenheiro eletricista, André sempre foi interessado em novas tecnologias. Na primeira década dos anos 2000, atuou como consultor tecnológico em empresas, ajudando as empresas a escolherem as melhores tecnologias para suas necessidades. Desde então, continuou estudando o assunto e hoje compartilha o que aprendeu e continua aprendendo através do site Tecnologia É.

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