Студенты НИТУ «МИСиС» создали концептуальную модель экзоскелета, который будет снижать статическую нагрузку с разных групп мышц рабочего, тем самым уменьшая усталость и увеличивая эффективность и производительность труда. Предложенное решение, по словам разаработчиков, имеет преимущество по сравнению с зарубежными аналогами: российский экзоскелет обеспечит поддержку при полном цикле работ, а не при одном конкретном циклическом действии.
Разработкой заинтересовалась компания ОМК, которая планирует в ближайшее время создать партию таких экзоскелетов для своих сотрудников.
Труд человека во всех отраслях промышленности переживает кардинальную трансформацию: требования техники безопасности и охраны труда стали строже, да и компании заинтересованы в минимизации расходов, связанных с производственным травматизмом.
Экзоскелеты на разных участках производственного процесса, не стесняя свободу движений, снижают нагрузку на мышцы. Это позволяет рабочему с большей отдачей выполнять поставленные задачи — перемещать и фиксировать крупные и тяжёлые детали, работать с мобильными и стационарными инструментами.
Студенты НИТУ «МИСиС», решая задачу оптимизации работы сварщиков, разработали модель модульного экзоскелета M-exo, состоящего из трёх частей: механизмов поддержки рук, спины и ног.
«Проанализировав работу сварщиков, мы пришли к выводу, что более 70% работ связаны с необходимостью долгое время удерживать грузы до 15 кг в статическом положении. Основные проблемные моменты — это поддержка рук при статических нагрузках, возникающих при работе ими выше уровня головы с весом до 5 кг, поддержка ног в полуприседе до 90 градусов и поддержка спинных мышц при статических и динамических нагрузках, возникающих при работе в наклоне корпуса от 0 до 45 градусов с весом до 15 кг», — рассказал лидер научной группы, студент IV курса института ЭкоТех НИТУ «МИСиС» Сейфулла Буттаев.
По словам разработчиков, существующие решения в виде готовых зарубежных экзоскелетов решают только одну поставленную задачу из перечисленных. Если же использовать два отдельных устройства, сварщику в течении дня придётся постоянно менять экзоскелеты. Если надеть одновременно оба — будет тяжело ногам.
Молодые инженеры НИТУ «МИСиС» предложили конструкцию, комплексно упрощающую рутинные действия сварщика при работе руками выше уровня головы, при необходимости работать с наклонённым корпусом, в случае работы в полуприседе. Для ног используется система «стульчик» — ноги фиксируются в нужном для рабочего положении с шагом до 5 градусов.
В процессе разработки коллектив подобрал собственный способ измерения эффективности экзоскелета: по количеству содержанию лактата (молочной кислоты) в нагруженных мышцах. Способ основан на тестировании уровня спортивной подготовки лыжников и легкоатлетов и выполняется с помощью биохимического анализатора крови.
Проектом стал победителем конкурса студенческих научно-прикладных исследований «турНИР», организованного НИТУ «МИСиС» и компанией ОМК. Бизнес-партнёр института заинтересовался разработкой, и в ближайшее время научный коллектив отправится на одну из заводских площадок концерна для «полевого» исследования и уточнения актуальных технических требований к модели экзоскелета. Следующим этапом станет физическое производство прототипа устройства силами студентов в содействии с экспертизой специалистов компании.