波音、宝马、柯马、福特、通用汽车、现代和丰田都知道
Comau 的 MATE 是 Muscular Aiding Tech Exoskeleton 的首字母缩写词，可将大约 30% 的肌肉负担从肩部转移到当通用汽车的人体工程学团队决定对可穿戴设备进行现场测试以增强工厂工人的体能时，他们与以科学方式收集数据的身体力学专家合作，并与用户交谈。
“一位操作员说，'我通常必须在午餐时服用 Motrin 才能完成轮班，而今天我不必服用'，”通用汽车公司的丹·弗洛雷斯 (Dan Flores) 说。 “正是我们在最初的试点期间收到的那种反馈给了我们继续前进的鼓励。”
与通用汽车一样，其他制造商也在加强他们的员工通过可穿戴设备的能力，其中一些可以减轻他们肌肉的压力，或监测可能有害的身体动作并提醒员工停止——或在庞大的工作现场跟踪他们的位置和环境条件。
所有这些设备都有助于提高工人的安全性，并且在外骨骼或通用汽车的动力抓握辅助手套的情况下，有助于留住年长的工人，而雇主则想办法在这些更有经验的员工退休后填补空缺。
“工业外骨骼真正起飞，”可穿戴机器人协会科学技术主任兼亚利桑那州立大学工程学教授 Tom Sugar 博士说。 “就工人健康而言，这是一个非常大的市场。”
业界将可穿戴设备视为一种让年长、技术娴熟、经验丰富的劳动力多活几年的方式，这些劳动力已经在年轻人短缺的情况下涌入工人他愿意也有能力从事今天的工厂工作。这很重要，因为根据制造研究所和德勤的一份报告，从 2015 年到 2025 年，技能差距预计将导致 200 万个职位空缺。
减轻制造工作场所的伤害，因为年长工人的身体已经老化尤其容易俯卧，可以省钱，提高员工的生活质量并保持工厂运转。
对于工人来说，在举、推、转、握、搬运、投掷和做重复动作时过度用力是最重要的根据国家安全委员会的数据，工伤导致工作日损失的比例为 33.5%，而制造业是导致工人远离工作的工伤的第三大行业。
制造业中这些设备的开发人员他们的方法具有战略性和有条不紊。他们与美国联合汽车、航空航天和农具工人联合会以及前身体力学专家，在工厂车间和实验室进行研究，并尝试不同的设备来降低风险。
GM 的 Orion 装配厂，雪佛兰 Sonic 和两种型号的雪佛兰 Bolt是制造的，是公司的中心测试场地，但飞行员正在美国和加拿大的所有装配厂进行被动外骨骼和抓握辅助手套。
通用汽车正处于第一波可穿戴设备浪潮中，以及宝马、波音、柯马、福特、现代和丰田等。
这可能是一个分水岭2018 年，丰田在制造中使用可穿戴机器人的时刻指定了一种上半身外骨骼作为其位于安大略省伍德斯托克的焊工的个人保护设备兰特。这意味着这些工人需要佩戴外骨骼，类似于必须佩戴护目镜、封闭脚趾鞋和耳塞的方式。
帮助脆弱的肩膀
在 2010 年代初期，福特正在试验各种技术来增强工人的肩部肌肉。为了减少肩部受伤的次数、减轻肩部受伤所花费的金额并提高员工的生活质量，福特决定专注于在车辆吊装过程中帮助完成头顶工作的技术。使用重达 13 磅的直角螺母扳手等工具在头顶上方工作需要肩膀和手臂在持续的时间内非常努力地工作。这是一种与受伤风险高度相关的任务。
福特试用了各种肩部可穿戴设备，但其重点是加州机器人公司 Ekso Bionics 的 EksoVest。福特开始对 EksoVest 进行纵向研究2017 年，它在北美的所有工厂都与弗吉尼亚理工大学合作。
在工厂进行的为期 18 个月的试验中，工人们记录了有关他们使用可调节 EksoVest 的详细信息，它可以提供 5-15 磅的提升力每只手臂的帮助。对原型进行了一些调整，例如增加通风和冷却，因为背心太热而无法在没有空调的工厂中穿着。然后，福特工程师团队分散到工厂进行调查并收集主观反馈。最后，在去年 11 月，弗吉尼亚理工大学的生物力学和机械工程专家开始进行无法在车间进行的实验室测试。
小型现场试验的结果显示，尽管如此，它们看起来令人鼓舞。
“参与者报告说，在定期使用手臂支撑外骨骼三个月后，与工作相关的不适显着减少（作者的斜体），其中肩膀、手臂和颈部表示作为最大改进的领域ement，”福特先进制造中心人类系统和虚拟制造技术专家 Marty Smets 在去年 3 月发布的结果中写道。
使用 EksoVest 的 80 名控制对象和 40 名参与者的完整结果是预计今年。
福特并不是唯一一家开发被动外骨骼以增强肩膀的公司。
FCA 旗下的工业自动化公司 Comau 正在直接和通过分销商为肩部区域提供补充的被动外骨骼。
来自 Kinetic 的 Reflex 配备了 3D 运动传感器，如果佩戴者以可能造成伤害的方式弯曲、扭转、转动或过度伸展，它会发出轻微的嗡嗡声提醒他的背。“对我们来说，自动化并不总是等同于机器人，”机器人和自动驾驶技术负责人马克安德森说Comau North America 的 omation 产品。
Comau 的 MATE 是 Muscular Aiding Tech Exoskeleton 的首字母缩写词，可将大约 30% 的肌肉负担从肩部转移到骨盆，并进行调整以提供七级辅助。安德森说，“数百台”9 磅重的设备在欧洲和亚太地区使用，包括 FCA 工厂。 MATE 于去年进入美国市场。
为工人提供帮助
GM 的技术 Ironhand 最初称为 RoboGlove，与 EksoVest 和 MATE 的不同之处在于它由电池，旨在帮助佩戴者抓握而不是肩部肌肉。
动力手套通过传感器和执行器增强佩戴者的手部力量和抓握力，这些传感器和执行器与人手的神经、肌肉和肌腱相当。戴在背包中的手套及其电池重 5.5 磅。
该设备让佩戴者重复或保持他的动作p 通过施加高达 10 磅的握力而无需使用那么大的力。额外的动力有助于操作铆钉枪或钻机的重复动作。或者 Ironhand 可以协助持续握持，例如在组装车辆时抓住一束电线。
连接物联网的 Ironhand 是与瑞典软仿生公司 Bioservo Technologies 联合开发的。
Bioservo 首席执行官 Petter Backgren 表示，物联网连接使公司能够以数字方式评估工作环境，以识别人体工程学风险高的关键任务。
这有助于采取降低风险和防止伤害的对策.
“Ironhand 收集有关使用的数据，例如抓握次数、抓握频率、抓握周期和力量，”他说。 “这些数据与两种科学的风险评估方法结合使用，为员工和行业提供操作员发生劳损风险的计算es 以及 Ironhand 可能有助于降低潜在风险。”
保护脆弱的背部
脊柱是任何行业中最容易受伤的身体部位之一。
保护脆弱的背部
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为了保护背部，Kinetic 制造了 Reflex，这是一种配备 3D 运动传感器的设备，可以夹在腰带上，并在佩戴者以某种方式弯曲、扭转、转动或过度伸展时发出轻微的嗡嗡声提醒可能会伤害他的脊椎。 Reflex 的算法是根据美国国家职业安全与健康研究所 (NIOSH) 的人体工程学数据开发的，公司首席技术官 Aditya Bansal 说。
除了向佩戴者提供即时反馈外，Reflex 还推动来自个人的数据和汇总到基于云的数据库的数据，该数据库分析信息以判断哪些工作容易发生危险运动，或者工人一天中的哪些时间更容易以不利于背部健康的方式运动h.
根据来自 21,000 名用户的数据，Kinetic 断言 Reflex 在使用它的工厂中使生产率提高了 5%，工人赔偿索赔成本降低了 54%，工人索赔成本降低了 88%减少损失的工作日。
General Motors 的 Ironhand 在操作铆钉枪的重复动作中提供帮助，或者可以协助持续握持，例如在组装车辆时抓住一捆电线。我的工人在哪里？他还好吗？
Guardhat 首席执行官 Saikat Dey 在离开一家炼钢厂的领导职位后，受到提示成立了一家初创公司，以制造其物联网连接的美国制造安全帽。在担任 Severstal North America 的首席执行官期间，他没有成功寻找类似的工人安全技术。由于找不到，他决定自己制作。
h 有两个版本at，通过在一个模型中添加相机来区分。两者都监控电池寿命、温度、噪音、湿度和压力。两者都可以检测跌倒并启用双向通信。 Guardhat 还具有执行类似功能的 Atlas 个人标签。
“Guardhat 有助于回答三个问题，”Dey 说。 “我的工人在哪里？我能了解他所处的环境和条件吗？我可以和他交流吗？”
该公司的软件平台 Kyra 及其人机界面支持 Guardhats、Atlas 和其他能够进行物联网连接的第三方可穿戴设备。
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这意味着由通用汽车公司部分开发的人体握力增强设备 Ironhand 可以连接到 Kyra。
“只要它具有无线连接，我们就会阅读并当出现问题时警告工人”，Dey 说。
由于并非所有设施都 100% 连接，智能 Guardhat 设备可以离线操作，在本地做出决策，并在他们回到平台后将他们的数据输入 Kyra。
未回答的问题
虽然延长员工的工作寿命并使他成为Brian Lowe 及其同事在 NIOSH 博客中写道，他在工作中更舒适是值得称赞的，但关于使用外骨骼的问题仍然存在：一些设备是否会在肌肉骨骼区域（例如，从手臂和肩膀到脊柱和腿部）之间转移负荷，这仍然会工人处于危险之中？它们会影响平衡吗？它们是否会为搬运重物制造一种错误的安全感？如何修改关于举重限制和处理的工作场所实践？
其中一些问题可以通过福特和弗吉尼亚理工大学正在根据标准组织 ASTM International 的指南进行的测试来回答。到目前为止，ASTM 的 F48 委员会，其中可穿戴机器人协会的 Sugar 是其代表以及代表来自工业界、学术界和 NIOSH 的 ves 制定了定义什么是外骨骼以及如何标记外骨骼的指南。提议的是维护外骨骼、安全考虑、人体工程学等方面的指南。
去年 10 月，ASTM 选择了全球竞赛的获胜者来领导其 Exo 卓越中心。该中心将在 ASTM、行业、政府和其他利益相关者的资助下进行基于标准的研究，以帮助加速可穿戴设备行业的创新。
