올해, 미국 시애틀 마운틴 러스팀 팀은 미국 북서부의 야생 지역에서 험난한 환경을 헤쳐나가기 위해비정상적인 장비.
그들은 자연 속에서 하이킹을 즐기고 있습니다.자동 지원 장치허벅지와 다리에 고정된 장치. 이 장치는 등반 중이나 무거운 물건을 운반할 때 하체의 힘을 증가시키도록 설계되었습니다. 이러한 장치는 구조대원들이 가장 중요한 순간 – 실종자를 찾는 과정에서 속도와 지구력을 향상시킬 수 있는지 확인하기 위해 테스트되고 있습니다.
이러한 장치는 "외골격"이라고 불립니다.이들은 신체 부위에 부착되어 외부 기계적 구조를 만듭니다 – 또는 "외골격"입니다. 이 동력 구조는 사용자의 신체 능력을 향상시킵니다.
많은 육체적 노동이 필요한 작업에서, 근로자들이 점점 이러한 장비를 사용하여 EXTENUO 작업들을 수행하고 있습니다. 스웨덴 가구 소매업체인 IKEA는 이미 이와 같은 시스템을 사용하고 있습니다.SuitX수년 전부터, 그들은 자신의 창고 직원들이 무거운 물건을 다루는 데 도움을 주고 있습니다.포드, 보잉또한마즈다와 토요타또한 일부 생산 라인에 해당 기술을 도입했습니다.
핀란드에서 최근에 시작된 프로젝트ExoPELA라는 이름으로 불리는 프로젝트연구는 외골격이 구조 및 소방 활동 중 근육의 부담과 긴장을 줄일 수 있는지 평가했습니다. 연구 결과는 다음과 같습니다.눈에 띄는 효과특정 실생활 작업에서 사용자에게
2026년 초, 우크라이나 군은공개하이퍼셸 엑소스켈레트를 전선에서 포탄 운반을 돕기 위해 병사들이 사용하고 있음을 밝혔습니다. 테스트 결과에 따르면, 장비를 사용하는 병사들은 "더 덜 피로하고, 더 빠르게 작업하며, 전투에서 더 오래 효과를 유지할 수 있다"고 소령 빅타리 세르디우크가 언론에 밝혔습니다.우크라이나 pravda3월에
다양한 의료 및 소비용 장치, 일상생활에서지원을 위한, 재활그리고신체 활동또한, 이미 이용 가능합니다.일부 추정현재 해당 산업의 총 수익을 약 5억 달러(2조 5000억 원)로 평가하며, 2030년대 중반까지 두 배 또는 세 배로 증가할 것으로 예상합니다.
최근 10년 동안 외골격 기술이 크게 발전했습니다. 이는 로봇 엔진, 센서 및 제어 시스템이 더 저렴하고 쉽게 이용할 수 있게 되었기 때문입니다. 그러나 유사한 외골격 장치를 사용하여 인간의 능력을 향상시키는 개념은 훨씬 이전부터 존재했습니다.
가장 초기에 알려진 개념은1890년에 특허를 받았습니다러시아의 자발적인 발명가인 니콜라스 야그가 설계한 운동용 웨어러블 장치입니다. 1919년에는 미국의 레슬리 C. 켈리가증기 동력 장치에 대한 특허보조 및 움직임을 돕는, 최초의 개조형 외골격의 개념 중 하나.
1960년대 후반, 여러로봇 골격전자 제어 시스템을 통합하는이미 개발되었음이후, 로봇 골격의 연구 및 개발은 빠르게 발전하여, 상업적 및 임상적 응용 분야에서 다양한 장치가 등장함.
작동 방식
외골격은 사용자의 힘, 속도, 피로 감소를 향상시키는 데 사용됩니다.
일부 장치는 또한움직임의 정확성과 숙련도를 향상시킵니다.또는 전반적인 자세를 개선하는 데 도움이 됩니다. 일부는 인간의 능력을 정상적인 한계를 넘어 향상시키는 데 설계되었습니다. 다른환자들을 돕습니다신체적 능력 감소
현대의 활동적인 로봇 외골격은 일반적으로 가벼운 기계 구조와 인체에 부착되는 인체공학적 액세서리로 구성됩니다. 일반적으로 흉부, 허리 및 상완 또는 하지에 부착됩니다.
예를 들어, 우크라이나 전쟁에서 사용되는 Hypershell 장치는 엉덩이와 다리에 부착되어 엉덩이와 하체의 움직임을 돕고 근력을 강화합니다. IKEA에서 사용되는 SuitX 장치는 흉부와 상완에 부착되어 허리와 어깨를 지지합니다.
대부분의 움직이는 외골격에는 기계 부품이 있습니다액추에이터배터리의 전기를 기계적인 움직임으로 변환하여, 신체의 움직임을 돕거나 증폭시키는 힘을 생성합니다.
액추에이터는 엑소스켈레톤 내부에 내장된 제어 장치에 의해 제어됩니다. 이 장치는 엑소스켈레톤의 움직임 경로와 사용자의 신체에 가하는 힘의 양을 정의합니다. 장치가 어떻게 움직이고, 어느 정도의 강도를 사용할지는 작업과 사용자의 상태에 따라 결정됩니다. 장치는 필요한 정보를 결정하기 위해 센서를 사용합니다.
예를 들어, 사용자가 달리기 시작하면, 엑소스켈레톤은 보행 동작을 가속화합니다. 또한, 사용자가 피로감을 느끼기 시작하면, 엑소스켈레톤은 이를 보상하기 위해 출력을 증가시킬 수 있습니다.
제어 장치는 일반적으로 특정 작업에 맞게 미리 프로그래밍되어 있지만, 최신 엑소스켈레톤은 점점 더 적응성이 높아지고 있습니다.일부는 실제 사용자의 업무 행동을 학습하여 사용자의 작업을 더 효과적으로 지원하는 알고리즘을 갖추고 있습니다.
그러나, 외골격이 제공하는 지원은 일반적으로 세 가지 범주로 나뉩니다.
기사는 다음과 같습니다.출력 증가사용자의 힘을 강화하는 기능. 이는 IKEA와 우크라이나에서 사용되는 보조 엑소스켈레톤과 같이 일반적입니다.
필요한 경우에 따라필요에 따라 지원또는필요에 따라 저항필요할 때만 신체에 도움을 제공합니다. 이러한 설정은 재활 장치에서 자주 사용되어, 사용자가 잃어버린 기능을 회복하도록 신체를 훈련하는 데 도움이 됩니다.
마지막으로,완전 로봇 제어, 여기서 외골격이 신체의 일부에 대한 완전한 제어를 수행합니다. 이는 일반적으로 특정 운동 기능을 잃은 사용자에게 적합합니다. 예를 들어, 하체 외골격은 완전 로봇 제어를 사용하여 척수 손상 환자가 걷을 수 있도록 할 수 있습니다.
이러한 작동 방식은 특정 작업, 환경 및 사용자의 요구에 따라 결합하고 조정될 수 있습니다.
미래는 어떻게 될까요?
현재 대부분의 외골격은 센서 피드백을 통해 작동 방식을 결정하며 완전히 기계적인 구조를 가지고 있습니다. 그러나 미래에는 외골격이사용자의 근육 또는 뇌 신호연구진들은 이러한 가능성을 탐구하고 있지만, 이것은 여전히 어려운 과제입니다. 이러한 신호를 사용하려면 뇌에 침습적인 인터페이스가 필요하며, 각 사용자에게 맞는 광범위한 조정 및 적응 작업이 필요합니다.
에너지 또한 현재의 과제입니다. 배터리는 엑소스켈레트에 통합되어 정기적으로 충전되어야 합니다. 이는 무게와 크기에 대한 제약을 야기하여 실용성에 영향을 미칩니다. 그러나 배터리의 에너지 밀도는 꾸준히 개선되고 있습니다.
새로운 재료 또한 가능한 범위를 확장하고 있습니다. 부드러운 천이나 고무와 유사한 재료로 만들어진 외골격이 개발되고 있으며, 이러한 외골격은 의류, 신발 또는 보호 장비에 통합될 수 있습니다.부드러운 천또는고무와 유사한 재료이러한 외골격은 의류, 신발 또는 보호 장비에 통합될 수 있습니다.
연구1960년대와 1970년대의 외골격 이동 장치에 대한 연구는 최초의이족 보행 로봇 개발에 기여했습니다.현재, 인간형 로봇에 대한 관심은 액추에이터와 배터리의 개발을 가속화하고 있습니다. 이 순환이 완료되면, 이러한 발전은 미래 외골격 기술 발전에 기여할 것입니다.
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