Сложный физический труд с нагрузкой на спину часто влияет на сотрудников в сфере логистики, производства и обслуживания, где физически напряженные модели движения являются частью повседневной работы. Чтобы предотвратить проблемы со спиной, исследователи Fraunhofer придумали ErgoJack, чтобы предложить умный мягкий ортез, который помогает работникам с обнаружением движения в реальном времени. Прототип этого умного жилета будет представлен в прямом эфире в Hannover Messe с 1 по 5 апреля 2019 года на стенде C24 в зале 17.
Сварщик проводит долгие часы согнуты над компонентом. Боли в спине неизбежны при такой ограниченной позе. Постоянные повреждения, такие как преждевременное изнашивание позвоночника, не редкость у людей, которые выполняют эту работу годами, но пренебрегают правильной эргономической осанкой. То же самое касается рабочих, которые часто вынуждены поднимать тяжелые предметы. Исследователи из Института производственных систем и технологий проектирования Фраунгофера IPK, а также по надежности и микроинтеграции IZM в Берлине разработали ErgoJack — умный мягкий ортез — для снятия напряжения в спине и поощрения рабочих выполнять напряженные движения более эргономичным образом. Исследовательские группы стремятся снизить риск простоя с помощью этой модульной износостойкой роботизированной системы.
Анализ движений в реальном времени отличает эргономичные от неэргономичных движений
«Уникальным преимуществом нашего мягкого роботизированного ортеза верхней части тела является анализ движений в реальном времени. Специально разработанные алгоритмы, основанные на машинном обученииИИ позволяет анализировать эргономику. Это отличает этот ортез от коммерчески доступных экзоскелетов. Последние являются пригодными для носки роботами, которые, по сути своей функциональными принципами, усиливают все типы движений, даже неэргономичные, и просто отвлекают нагрузку на пользователя от перегруженной части тела в менее облагаемую площадь », — говорит Дипл. Инженер Хеннинг Шмидт, ученый из Fraunhofer IPK. В отличие от этого, ортез IPK использует анализ движений, чтобы различать эргономические и неэргономичные движения. Пользователь получает обратную связь в реальном времени от вибрирующего сигнала тревоги, когда он принимает позы или выполняет движения, которые наносят ущерб его здоровье. Инерциальные единицы измерения, или сокращенно ИДУ, встроенные в жилет, сравнивают заранее выученные движенияшаблоны с фактическим движением работника и оценивать его в режиме реального времени. Это займет всего несколько сотен миллисекунд. Миниатюрные датчики движения расположены на плечах, спине и бедрах.
Эти датчики движения не единственные встроенные схемы; жилет также оснащен надежной миниатюрной электроникой, включая встроенный контроллер, модуль вибрации и аккумулятор. Задача Fraunhofer IZM заключается в разработке миниатюрных и удобных электронных компонентов; Fraunhofer IPK разрабатывает макет системы, интерфейс человек-система, механику, электронику и программное обеспечение, включая алгоритм машинного обучения / ИИ в реальном времени. Данные обрабатываются локально на жилете. «Алгоритм в реальном времени требует сложных вычислений и должен быть очень надежным, но очень небольшого набора данных достаточно, чтобы обучить систему новому образцу движения рабочего», — говорит Шмидт, описывая еще одну особенность, которая выделяет эту систему.
Доступны в разных версиях и во всех размерах
В конечном итоге клиенты смогут выбирать между сенсорным жилетом, изготовленным исключительно из ткани, и версией со встроенной системой электропитания. Другой вариант нынешней системы поставляется с поддержкой спины и бедер. Его ортопедическая скоба имеет наименьшую площадь поверхности, необходимую для поддержки тела. Запирающий боковой тазобедренный сустав на жилете служит для включения и выключения передачи крутящего момента от задней части к ногам. Этот механизм позволяет работнику попеременно выполнять задачи, стоя и сидя.
ErgoJack подходит для использования в широком спектре отраслей промышленности. Как показали успешные испытания на автопроизводителе Ford, это приносит пользу логистическому и производственному персоналу, который должен поднимать тяжелые пакеты с поддонов или принимать ограниченную позу в течение нескольких часов во время сварки.
