工业工人的新原型外骨骼

IIT-IstitutoItalianodiTecnologia(理工学院)和INAIL(工人赔偿局)的研究人员设计并制造了用于工业用途的可穿戴机器人外骨骼的创新原型，以使工业和制造业的工作更加安全。通过电动机和人工智能算法，这些可穿戴机器人设备将帮助从事体力要求最高的工作的工人，显着减少高达40%的工作量，并降低工作事故和慢性职业病的百分比。研究人员开始在真实场景中测试原型，并计划进一步开发，以达到在几年内将其推向市场所需的技术水平。

在，影响肌肉骨骼系统的职业伤害是工作场所最常见的投诉：向INAIL报告的职业伤害中有68%与肌肉骨骼系统有关。在这个百分比中，最大的份额(约41%)与脊柱有关。

IIT和INAIL的研究人员正在共同努力寻找可能在不久的将来帮助工人的解决方案。新的可穿戴机器人技术解决了最常见的问题：第一个名为XoTrunk，为下背部提供支持;第二个，XoShoulder，瞄准肩膀;第三个，XoElbow，加强肘部。研究人员研究了工人在执行特定任务时的力量分布和身体过度劳累。利用这些信息，他们设计了外骨骼来应对这些压力，从而限制可能的肌肉骨骼损伤。与此同时，研究人员研究了人体与三个外骨骼之间的相互作用，获得了重要信息，使他们能够改进原型并为上市做好准备。

IstitutoItalianodiTecnologia和INAIL的研究人员正在研究可穿戴机器人外骨骼的新概念，以降低工伤风险。原型XoTrunk、XoShoulder和XoElbow可以为工业环境中的男性和女性工人减少高达40%的体力劳动。研究人员计划在未来几年为市场推出准备好版本。图片来源：IIT-IstitutoItalianodiTecnologia

这三个原型是由JesúsOrtiz领导的IITXoLab研究团队(可穿戴机器人、外骨骼和外服实验室)在INAIL技术创新和植物、产品安全部的合作和支持下开展的协作控制系统项目的结果和由CarloDePetris领导的人为装置。

XoTrunk旨在减少重达20公斤的重复性举重动作的压力，更普遍地说，它专用于所有可能使操作员背部疲劳的工作。此外，它是同类设备中唯一还可以为物流领域非常普遍的拉动操作提供支持的设备。外骨骼重6.5公斤，装有两个总功率为200瓦的电动机，每个电动机的扭矩为30N/m。XoTrunk还可以与XoKnee协同使用，XoKnee是一种连接到机器人的软外骨骼，并在重复性负载提升任务中为操作员提供更大的支持。

XoShoulder的开发是为了满足在日常工作中使用肩膀的人们的需求。典型的场景是机械车间场景，操作员在放置在汽车升降机上的车辆下工作，并且由于他们必须长时间将重型工具保持在肩部以上水平而承受肩部疲劳。该原型重约7.7公斤，配备两个70瓦电机，每个电机的扭矩为12N/m，目前从机电一体化和控制的角度来看是一种独特的设计。

XoElbow是一种原型，可帮助提升靠近操作员身体的重量。其应用的一个例子是举起重型轮胎以将它们安装在汽车升降机上的汽车上。它配备了与XoShoulder相同的电机，重约7公斤。与XoShoulder类似，该设备在外骨骼领域呈现出独特的特性。

这三款可穿戴机器人均由通常用于航空航天应用的工程塑料和铝合金制成，它们专为男性和女性操作员可能对其肌肉骨骼系统施加过大压力的主要工业环境而设计：制造、维护、食品加工、物流、建筑和农业。

这些原型使用人工智能算法根据工作类型和执行方式提供适当的帮助。所有这些设备的另一个共同特征和此类设备的基础是透明度。事实上，机器人不应该阻碍或限制移动性，而是只为最苛刻的任务投入使用，为工人的肌肉骨骼系统提供支持。

目前，XoTrunk正在选定的公司进行初步测试以进行现场试验，并通过今年启动的IIT启动项目(Proteso)，预计将在未来几个月内投放市场。XoElbow和XoShoulder将在未来几个月开始他们的真实场景测试，预计在未来几年内可以上市。

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