मिशिगन विश्वविद्यालय में व्यावसायिक रूप से उपलब्ध घुटने के ब्रेसिज़ और ड्रोन मोटर्स के साथ निर्मित घुटने के एक्सोस्केलेटन का एक सेट, उठाने और कार्यों को करने में थकान का मुकाबला करने में मदद करने के लिए दिखाया गया है।एक नए पेपर के शोधकर्ताओं का कहना है कि उन्होंने उपयोगकर्ताओं को थके हुए होने पर भी बेहतर उठाने की मुद्रा बनाए रखने में मदद की, जो नौकरी की चोटों से बचाव में एक महत्वपूर्ण कारक है।प्रकाशितजर्नल मेंविज्ञान रोबोटिक्स.

रोबोटिक्स के यू-एम प्रोफेसर और अध्ययन के संबंधित लेखक रॉबर्ट ग्रेग ने कहा, "सीधे पीठ को सहारा देने और उचित उठाने के तरीके को छोड़ने के बजाय, हम इसे बनाए रखने के लिए पैरों को मजबूत करते हैं।""यह उद्योग में आमतौर पर किए जाने वाले कार्यों से भिन्न है।"

पहले से ही, जो श्रमिक नियमित रूप से सामान उठाते हैं, जैसे निर्माण और विनिर्माण में, वे बैक ब्रेसिज़ का उपयोग कर सकते हैं।बैक एक्सोस्केलेटन, जो उठाने में मदद के लिए स्प्रिंग्स या मोटर का उपयोग करते हैं, एक उभरती हुई तकनीक है।लेकिन पीठ को सहारा देने वाले उपकरण असुरक्षित उठाने या झुकने को मानते हैं, और पीछे के एक्सोस्केलेटन बोझिल उपकरण होते हैं जिन्हें गति की अनुमति देने के लिए निष्क्रिय किया जाना चाहिए जो उठाने के कार्य का हिस्सा नहीं हैं, ग्रेग ने कहा।

मिशिगन टीम का कहना है कि उनके घुटने के एक्सोस्केलेटन क्वाड्रिसेप्स मांसपेशियों का समर्थन करने वाले पहले व्यक्ति हैं, जो श्रमिकों को पीठ की चोटों से बचाने में मदद करने के लिए कम घुसपैठ वाले तरीके के रूप में, सुरक्षित स्क्वाट उठाने में बल का बड़ा हिस्सा प्रदान करते हैं।अध्ययन प्रतिभागियों ने 20-पाउंड केटलबेल का उपयोग करके उन्हें उठाने और ले जाने के कार्यों का परीक्षण किया।

कार्यों में वजन को जमीन से उठाना और उसे फिर से नीचे स्थापित करना, और वजन को समतल जमीन पर उठाना और ले जाना, एक ढलान पर ऊपर और नीचे, और सीढ़ियों से ऊपर और नीचे जाना शामिल था।अध्ययन में पाया गया कि थकान के बाद प्रतिभागियों ने इसकी मदद से बेहतर मुद्रा बनाए रखीबहिःकंकाल, और वे तेजी से भी उठे - उनकी पूर्व-थकी हुई गति से केवल 1% धीमी, जबकि एक्सोस्केलेटन की सहायता के बिना 44% धीमी गति से।

"यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जब एक कर्मचारी को कन्वेयर बेल्ट के साथ रहना पड़ता है। आमतौर पर, जब एक कर्मचारी थका हुआ होता है, तो वे उस दर के साथ बने रहेंगे, लेकिन एक समझौता मुद्रा के साथ। वे अपनी पीठ को अधिक झुकाएंगे, और यही हैजब चोट लगने की संभावना सबसे अधिक होती है,'' यू-एम में रोबोटिक्स में पोस्टडॉक्टरल रिसर्च फेलो और अध्ययन के पहले लेखक निखिल दिवेकर ने कहा।

प्रतिभागियों को भी लाभ महसूस हुआ - उन्होंने मुख्य रूप से कहा कि वे काफी या बहुत संतुष्ट थे, समतल जमीन पर चलने के अपवाद के साथ, जिससे वे कमोबेश संतुष्ट थे।यह अपेक्षाकृत आसान कार्य के दौरान क्वाड्रिसेप्स द्वारा आवश्यक थोड़ी मात्रा में सहायता के साथ ट्रैक करता है;ग्रेग ने इसे एक्सोस्केलेटन के वजन का प्रतिकार करने के लिए पर्याप्त समर्थन के रूप में वर्णित किया।

एक्सोस्केलेटन को इतना पहनने योग्य बनाने की कुंजी में से एक मोटर और उन्हें गियर करने का तरीका है, जो उपयोगकर्ताओं को प्राकृतिक चाल के लिए अपने घुटनों को स्वतंत्र रूप से घुमाने में सक्षम बनाता है।दूसरा सॉफ्टवेयर है, जो घुटने के जोड़ के कोण, जांघ और निचले पैर के झुकाव और उपयोगकर्ता के जूते में सेंसर द्वारा उठाए गए बल को मापकर भविष्यवाणी करता है कि उपयोगकर्ता को किस प्रकार की सहायता की आवश्यकता है।

दोनों पैरों से इन तीन मापों के साथ, यह पता लगाना संभव है कि उपयोगकर्ता क्या गति करने की कोशिश कर रहा है, और कितनी सहायता देनी है।ये माप प्रति सेकंड 150 बार लिए गए, जिससे एक्सोस्केलेटन गतिविधियों के बीच निर्बाध रूप से चलने में सक्षम हो गए।

यह दृष्टिकोण कई एक्सोस्केलेटन नियंत्रकों के विपरीत है, जो सीमित कार्यों के लिए पूर्वनिर्धारित पैटर्न का पालन करते हैं।ग्रेग ने कहा, स्विचिंग कार्य इन नियंत्रकों के लिए एक समस्या हो सकती है, और उपयोगकर्ता क्या करने की कोशिश कर रहा है यह पता लगाने के लिए उन्हें पूरे एक सेकंड की आवश्यकता हो सकती है।

"यदि आपका एक्सो ऊपर चलने की कोशिश कर रहा है, और आप नीचे चलने की कोशिश कर रहे हैं, तो यह एक समस्या हो सकती है, है ना?"उसने कहा।

नया नियंत्रक एक भौतिकी मॉडल को भी जोड़ता हैयंत्र अधिगम, जो एक्सोस्केलेटन को अप्रत्याशित चाल चलने से रोकता है यदि उपयोगकर्ता नियंत्रक के प्रशिक्षण डेटा में शामिल किसी भी गतिविधि से अलग व्यवहार करना शुरू कर देता है।

लैब प्रोटोटाइप की लागत लगभग $4,000 प्रति जोड़ी है, इसलिए ग्रेग का अनुमान है कि यदि एक्सोस्केलेटन का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया गया, तो उनकी लागत लगभग $2,000 प्रति जोड़ी हो सकती है।

10 अध्ययन प्रतिभागियों, पांच महिलाओं और पांच पुरुषों, ने सभी कार्य दो अलग-अलग दिनों में किए, एक दिन तरोताजा और दूसरे दिन थके हुए।थकान उत्पन्न करने के लिए, प्रत्येक प्रतिभागी ने केटलबेल के साथ स्क्वाट लिफ्टों की एक श्रृंखला का प्रदर्शन किया जब तक कि वे दोहराव के बीच लंबे ब्रेक के बिना जारी नहीं रह सके।सभी प्रतिभागियों को उचित स्क्वाट उठाने की तकनीक का अनुभव था।

टीम ने आवेदन किया हैपेटेंट संरक्षणयू-एम इनोवेशन पार्टनरशिप की सहायता से और प्रौद्योगिकी को बाजार में लाने के लिए भागीदारों की तलाश कर रहा है।