Inte alla roller i fabriker kan automatiseras - vissa kräver fortfarande en människors färdigheter och anpassningsförmåga - men sådana jobb kan lägga mycket på arbetarnas kroppar. För att bekämpa detta problem ökar företagen (inklusive några av världens största bil- och flygtillverkare) sina anställda med mekaniska exoskeletoner. Dessa kan se ut som något från en sci-fi-film, men de kan vara livsförändrande.

“Folk har berättat att de kan gå i pension nu,” Joseph Zawaideh, medgrundare av Levitate Technologies, berättar TechRadar. Levitate är företaget bakom Airframe - en super lätt exoskelett som används av företag, inklusive Toyota, BMW och John Deere.

Zawaideh, vice vd för marknadsföring och affärsutveckling, medverkade Levitate med CEO Mark Doyle 2014. Båda parter har bakgrund i medicinsk utrustning och Doyles tidigare projekt var miniatyr kirurgisk instrumentering.

Du kan inte hitta en enda bilmonterare som är pensionär nu, som inte har problem med ryggen eller axeln

Joseph Zawaideh, Levitate Technologies

“Han märkte att kirurger blev trötta hela tiden genom att arbeta på patienter hela dagen,” säger Zawaideh, “och han insåg att det enda sättet att lösa en sådan utmaning för kirurgernas muskuloskeletala system måste vara att utforma och uppfinna en bärbar exoskelett som ger ergonomiskt stöd i övre extremiteten.

"På så sätt kan det ergonomiska stödet rör sig med kirurgen, med armarna och lindra belastningen på axlarna och ryggen genom att sända lasten till utsidan av höfterna.”

Zawaideh och Doyles idé lockade mycket pengar och gav snart intresse av kunder utanför läkemedelsverket. “Industrikunder som BMW, Toyota och John Deere fick reda på exoskeletten, och när de prototyperade det bestämde de sig för att börja lägga in köporder direkt. Så det uppfanns för kirurger, men det blev kommersialiserat för nu i industriella användningsområden.”

Den kirurgiska exoskeleten är fortfarande i utveckling, har spunnits bort som ett annat företag, men det är inte på marknaden än. Tillverkning är där flygplanet har hittat fötterna.

Ta påkänningen

Om du någonsin har kämpat för att ersätta en knepig lampa, känner du till det obehag som kommer med att arbeta i höjd under en viss tid. Utförs regelbundet, den typen av arbete kan lätt leda till långvariga skador.

“Du kan inte hitta en enda bilmonterare som är pensionär nu, som inte har problem med ryggen eller axeln,” säger Zawaideh. “Det är ett inneboende problem för människor som arbetar med sina armar under hela sin karriär.

“När människor arbetar med sina armar, finns det en bestämd överansträngning över tiden för sina axlar och deras nacke och rygg. Upphängning av armar när du svetsar eller monterar en bil eller ett flygplan eller en järnväg eller underhåll av utrustning - trötthet sparkar in under en fullständig omställning av repetitivt arbete på så sätt, och det leder till att produktiviteten minskas eller om skadan axeln till exempel.”

Det är där flygplanet kommer in - en unpowered exoskeleton som använder ett system av noggrant konstruerade remskivor för att rikta krafterna bort från bärarens överkropp till sina yttre lår.

“I stället för att musklerna gör 100% av arbetet, vilket leder till utmattning och skada, gör musklerna nu 70% av arbetet,” Zawaideh säger. “Den 40% paus som kroppen får är en värld av skillnad för arbetstagaren när det gäller minskad trötthet, förbättrad produktivitet och mindre skada över tiden.”

Luftfartyget har inte bara visat sin mettle i ett labb - Levitate har genomfört kliniska prövningar med sensorer kopplade till åtta muskelgrupper i arbetarnas övre kroppar, övervakningsaktivitet när de går om sina jobb. Resultaten - publicerade i peer-reviewed journals - visade statistiskt signifikant minskning av muskulär aktivitet i axlar, nacke och rygg när anställda bar Airframe.

Håller en låg profil

All sådan forskning skulle emellertid inte betyda mycket om enheten var en olägenhet att ha på sig - arbetare skulle bara neka att använda den. Designern var tvungen att överväga vikt, bulk, komfort och bekvämlighet, och syftade i slutändan till att göra flygplanet inte mer av ett besvär att använda än ett par säkerhetsglasögon eller ståltåliga kängor.

“Exoskeletttekniken har funnits länge, men den har inte antagits av arbetstagare på daglig basis eller av företag i allmänhet eftersom det måste ha väsentliga nyckelfaktorer för det som gör arbetstagaren emot tanken på att bära den,” säger Zawaideh. För Levitate betydde det att optimera vikt, komfort, storlek och andningsförmåga. Som Zawaideh noterar, vill ingen ha på sig något varmt och svettigt på sommaren.

Eftersom det är bärbart får de göra vad de brukar göra utan att störa rörelsen eller hindra deras arbete

Joseph Zawaideh, Levitate Technologies

Hål aluminiumslang hjälper till att hålla hela enheten så ljus som möjligt, med ett enkelt system av spänningsfjädrar, kablar och remskivor som är designade för att inte kräva smörjning. Det är också anpassningsbart, med olika storlekar tillgängliga för att passa olika kroppsformer och storlekar.

“Den främsta förklaringen som människor tillhandahåller när de bär Airframe, eller när de ser det, är att det är enkelt och elegant,” Zawaideh säger och tillägger att flygplanet lägger till en bråkdel av den största delen av EksoFrame som används i Fords amerikanska fabriker.

“Det behöver inte omarbeta arbetsstationen för att göra det ergonomiskt lättare för arbetstagaren, och eftersom det är bärbart får de göra vad de brukar göra utan att störa rörelseområdet eller hindra deras arbete.

“Det måste vara lätt, det måste vara bekvämt och det måste vara lågt profilerat. Dessa tre saker har inte uppnåtts, åtminstone i våra sinnen, med exoskeletoner tills flygplanet kom ut. Vi gjorde det strömlinjeformat nog i sin arbetsdag att de kan bära det och få fördelarna med det utan att göra dagen längre eller göra jobbet hårdare. Det är den största skillnaden mellan Airframe och allt annat på marknaden.”

Vad kommer härnäst

Levitate har stora planer för flygplanet, men alla är rotade i praktiken. Några nya tillägg inkluderar höga och låga versioner av exoskeletten för olika arbetspositioner, skyddsklädsel för att undvika skador vid arbete på lyxbilar och en brandskyddsmodell för arbetare som svetsar.

Den kirurgiska exoskeletten har ännu inte gått in i produktionen, men Airframe tar redan avlastningen av anställda i 80 företag runt om i världen och kombinerar mekanisk styrka med mänskliga färdigheter.

  • Du på en bra dag: hur tekniken kommer att göra dig till en bättre människa