Bu cihazlar, gerçek hayattaki çeşitli görevlerde kullanıcılar için kayda değer faydalar sağlamaya devam ediyor.
Bu yıl, Seattle Dağ Arama Kurtarma (Seattle Mountain Rescue) ekibi üyeleri, ABD'nin Pasifik Kuzeybatısı'ndaki vahşi doğaya alışılmadık bir ekipmanla çıkıyorlar.
Kalçalarına ve bacaklarına takılan motorlu destek cihazlarıyla doğa yürüyüşleri yapıyorlar. Tırmanış sırasında veya ağır yük taşırken vücudun alt kısmındaki gücü artırmak için tasarlanan bu ekipmanlar, mahsur kalan insanları arama çalışmaları gibi kritik anlarda kurtarma ekiplerinin hızını ve dayanıklılığını artırıp artıramayacağını görmek amacıyla test ediliyor.
Bu tür cihazlara "insan dış iskeleti" (ekzoskelet) adı veriliyor. Vücudun çeşitli bölgelerine takılarak harici —yani "dış" (exo)— bir mekanik yapı oluşturuyorlar. Bu motorlu iskelet sistemi, kullanıcıların fiziksel kapasitesini artırıyor.
Fiziksel güç gerektiren alanlarda çalışanlar, zorlu görevler sırasında giderek daha fazla bu cihazları kullanıyor. IKEA, birkaç yıldır SuitX dış iskeletlerini kullanıyor; bu cihazlar, depo çalışanlarına ağır malzemeleri taşıma konusunda yardımcı oluyor. Ford, Boeing ve Mazda Toyota da bazı montaj hatlarında bu teknolojiyi kullanmaya başladı.
Finlandiya'da yakın zamanda yürütülen ExoPELA adlı bir proje, dış iskeletlerin arama kurtarma ve itfaiyecilik çalışmalarındaki kas yükünü ve zorlanmayı azaltıp azaltamayacağını değerlendirdi. Proje, belirli gerçek hayat görevlerinde kullanıcılar için kayda değer faydalar sağladığını ortaya koydu.
Görsel: Pinterest
Ayrıca 2026'nın başlarında Ukrayna ordusu, askerlerinin top mermisi taşıma konusunda destek sağlaması amacıyla cephede Hypershell dış iskeletlerini kullandığını açıkladı. Albay Vitalii Serdiuk, Mart ayında Ukrainska Pravda gazetesine verdiği demeçte, test sonuçlarına göre bu cihazları kullanan askerlerin "daha az yorulduğunu, daha hızlı çalıştığını ve muharebe etkinliğini daha uzun süre koruyabildiğini" belirtti.
Günlük yaşamda destek, rehabilitasyon ve egzersiz amacıyla tasarlanmış çok sayıda bireysel kullanıma yönelik ve klinik cihaz da artık mevcut. Bazı tahminler, sektörün toplam değerinin şu anda yaklaşık 500 milyon dolar (370 milyon sterlin) olduğunu ve 2030'ların ortalarına kadar bu büyüklüğün iki veya üç katına çıkabileceğini öngörüyor.
Görsel: Globalspaces
Dış iskelet teknolojisi son on yılda önemli ölçüde ilerleme kaydetti. Bu gelişme büyük ölçüde robotik motorların, sensörlerin ve kontrol sistemlerinin daha uygun fiyatlı ve erişilebilir hale gelmesi sayesinde gerçekleşti. Bununla birlikte, insan performansını dış iskelet benzeri cihazlarla artırma fikri çok daha eskiye dayanıyor. Bilinen en eski kavramlardan biri, 1890 yılında, egzersiz amaçlı giyilebilir bir düzenek tasarlayan ve kendi kendini yetiştirmiş bir Rus mucit olan Nicholas Yagn tarafından patentlenmiştir. Ayrıca 1919'da Amerikalı Leslie C. Kelley, yürümeyi desteklemeye yönelik buhar gücüyle çalışan bir cihazın patentini almıştır; bu, motor gücüyle çalışan ilk dış iskelet (ekzoskelet) tasarımlarından biriydi.
1960'ların sonlarına gelindiğinde, elektronik kontrol sistemlerini bünyesinde barındıran ve çeşitli tahrik mekanizmalarına sahip robotik dış iskeletler geliştirilmişti. O tarihten bu yana dış iskelet alanındaki araştırma ve geliştirme çalışmaları hızla ilerlemiş; bu da ticari ve klinik kullanım alanlarına sahip çok sayıda cihazın ortaya çıkmasını sağlamıştır.
Nasıl çalışırlar?
Dış iskeletler, kullanıcıyı daha güçlü kılmak, daha hızlı hareket etmesini sağlamak veya daha geç yorulmasına yardımcı olmak amacıyla kuvvet üretir.
Bazı cihazlar hareket hassasiyetini ve el becerisini artırır ya da genel vücut duruşunu destekler. Kimileri, insan kapasitesini normal sınırların ötesine taşıyacak şekilde tasarlanmıştır; kimileri ise fiziksel kapasitesi azalmış hastalara yardımcı olur.
Görsel: iStockPhoto
Modern ve aktif robotik dış iskeletler, genellikle insan vücuduna ergonomik bağlantı noktalarıyla tutturulan hafif bir mekanik çerçeveden oluşur. Bu sistemler çoğunlukla gövdeye, bele ve üst ya da alt uzuvlara sabitlenir.
Örneğin, Ukrayna'da görülen Hypershell cihazı; kalça bükme ve açma hareketlerine yardımcı olmak ve alt vücut hareketlerini güçlendirmek amacıyla kullanıcının beline ve uyluklarına takılır. IKEA tarafından kullanılan SuitX cihazı ise sırt ve omuzları desteklemek üzere gövdeye ve üst uzuvlara takılır.
https://www.youtube.com/watch?si=C_7mP1qIXHrN47AE
Çoğu motorlu dış iskelette, aktüatör adı verilen mekanik bileşenler, bataryalardan gelen elektrik enerjisini mekanik harekete dönüştürerek vücudun hareketini destekleyen veya güçlendiren kuvvetler üretir.
Aktüatörler, dış iskelete entegre edilmiş kontrol üniteleri tarafından koordine edilir. Bu üniteler, dış iskeletin hareket yörüngelerini ve kullanıcının vücuduna ne kadar kuvvet uygulayacağını belirler. Cihazın tam olarak nasıl ve ne kadar güçlü hareket edeceği, yapılan işe ve kullanıcının durumuna bağlıdır; cihaz, neye ihtiyaç duyulduğunu belirlemek için sensörlerden yararlanır.
Örneğin, kullanıcı koşmaya başladığında dış iskelet, destekleyici hareketlerinin hızını artırır. Kullanıcının yorulmaya başladığını algılarsa, durumu telafi etmek için güç çıkışını yükseltebilir.
Görsel: Adobe
Kontrol üniteleri genellikle belirli görevler için önceden programlanmış olsa da, modern dış iskeletler giderek daha uyarlanabilir hale gelmektedir. Bazıları, kullanıcıların eylemlerini daha iyi desteklemek amacıyla onların gerçek çalışma davranışlarından öğrenen algoritmalarla donatılmıştır.
Bununla birlikte, dış iskeletlerin sağladığı destek genel olarak üç kategoriye ayrılır.
Güç artırma, kullanıcının kuvvet kapasitesini yükseltir. Bu durum, IKEA ve Ukrayna'da kullanılanlar gibi destekleyici dış iskeletlerde yaygın olarak görülür.
Görsel: Pinterest
"İhtiyaç duyulduğunda destek" veya "ihtiyaç duyulduğunda direnç" ayarları, vücuda yalnızca gerekli olduğunda destek sağlar. Bu ayar genellikle rehabilitasyon cihazlarında, kullanıcıların kaybettikleri yetenekleri yeniden kazanmak üzere vücutlarını eğitmelerine yardımcı olmak amacıyla kullanılır.
Son olarak, dış iskeletin vücudun bir bölümü üzerindeki kontrolü tamamen devraldığı tam robotik kontrol yöntemi bulunur. Bu yöntem genellikle belirli motor işlevlerini kaybetmiş kullanıcılar için tercih edilir. Örneğin, alt vücut dış iskeleti, omurilik yaralanması olan bir kişinin yürümesini sağlamak amacıyla tam robotik kontrolü kullanabilir.
Bu çalışma yöntemleri, belirli göreve, ortama ve kullanıcının ihtiyaçlarına göre birleştirilebilir ve uyarlanabilir.
Sırada ne var?
Şimdilik çoğu dış iskelet, nasıl hareket edeceklerini belirlemek için sensörlerden gelen geri bildirimlere dayanıyor; yani tamamen mekanikler. Ancak gelecekte dış iskeletler, kullanıcıların kaslarından veya beyinlerinden gelen sinyallerle kontrol edilebilir hale gelebilir. Bu konuda araştırmalar sürüyor olsa da, aşılması gereken zorluklar mevcut. Bu sinyallerden yararlanmak; vücuda yerleştirilen (invaziv) bir arayüz ile kullanıcıya özel kapsamlı bir kalibrasyon ve uyum süreci gerektirebilir.
Güç kaynağı da bir diğer güncel zorluk. Bataryaların dış iskeletlere entegre edilmesi ve düzenli olarak şarj edilmesi gerekiyor. Bu durum, kullanım kolaylığını etkileyen ağırlık ve boyut kısıtlamalarını beraberinde getiriyor. Yine de bataryaların enerji yoğunluğu giderek artıyor.
Yeni malzemeler de mümkün olanın sınırlarını zorluyor. Giysilere, ayakkabılara veya koruyucu ekipmanlara entegre edilebilen; yumuşak tekstil veya kauçuk benzeri malzemelerden üretilmiş dış iskeletler geliştiriliyor.
1960'lar ve 1970'lerde yürüyüşe yardımcı dış iskeletler üzerine yapılan araştırmalar, ilk insansı iki ayaklı robotların geliştirilmesine katkıda bulunmuştu. Süreç şimdi tam bir döngü tamamladı; insansı robotik alanındaki ilgi, aktüatörlerin ve bataryaların geliştirilmesini hızlandırıyor. Bunlar, yarının giyilebilir robotik teknolojilerini ileriye taşıyacak.
Ildar Farkhatdinov, Sağlık Mühendisliği (Robotik ve Mekatronik) Kıdemli Öğretim Üyesi, King’s College London. Bu makale, Creative Commons lisansı altında The Conversation'dan yeniden yayımlanmıştır. Orijinal makaleyi okuyun.
Kaynak: The dawn of the age of the exoskeleton - Ildar Farkhatdinov /Ars Technica
.