Esoscheletro migliorare la sicurezza sul lavoro

Gli esoscheletri rappresentano una frontiera innovativa nell’integrazione tra uomo e macchina, offrendo soluzioni avanzate per migliorare le capacità fisiche umane e affrontare sfide specifiche in vari settori.
Ma come funzionano esattamente questi dispositivi rivoluzionari?

Esoscheletri: sensori, attuatori e algoritmi di controllo

Gli esoscheletri sono strutturalmente progettati per adattarsi al corpo umano, supportandolo o amplificandone le capacità motorie.
Il loro funzionamento si basa su una combinazione di sensori, attuatori e algoritmi di controllo avanzati.

Questi strumenti sono dotati di sensori che monitorano costantemente i movimenti del corpo umano, rilevando segnali neurali, muscolari e cinetici. Forniscono dati cruciali sull’intenzione e sull’attività muscolare dell’utente, consentendo al dispositivo di rispondere in tempo reale.

Gli attuatori invece sono componenti che eseguono il movimento all’interno degli esoscheletri. Possono essere motori elettrici, attuatori pneumatici o idraulici, progettati per fornire la forza necessaria per sostenere o amplificare i movimenti del corpo umano.

Ma il cuore del funzionamento degli esoscheletri risiede negli algoritmi di controllo, che elaborano i dati provenienti dai sensori e determinano le azioni degli attuatori.
Questi algoritmi possono essere basati su reti neurali artificiali, algoritmi di apprendimento automatico o controllori proporzionali-integrali-derivativi (PID), ottimizzati per garantire una risposta fluida e naturale del dispositivo ai movimenti dell’utente.

Le diverse tipologie di esoscheletri e le applicazioni specifiche

Esistono diverse categorie di esoscheletri progettati per soddisfare esigenze specifiche in vari settori. Vediamone insieme alcune tipologie:

  1. Esoscheletri riabilitativi: progettati per assistere o ripristinare le funzioni motorie nelle persone con disabilità o lesioni, possono essere utilizzati nella riabilitazione post-operatoria, nella terapia fisica o come dispositivi di supporto per le attività quotidiane
  2. Esoscheletri industriali: impiegati nell’ambito industriale per migliorare la sicurezza sul lavoro e aumentare l’efficienza delle operazioni manuali. Possono ridurre il rischio di lesioni muscolo-scheletriche da sforzo ripetitivo e aumentare la capacità lavorativa degli operatori
  3. Esoscheletri militari, per applicazioni di difesa: utilizzati per aumentare le capacità fisiche dei militari forniscono supporto per il sollevamento di carichi pesanti, la riduzione dell’affaticamento e la protezione da lesioni
  4. Esoscheletri per lo sport e il fitness: progettati per migliorare le prestazioni degli atleti o per l’uso nel fitness generale, questi esoscheletri possono fornire supporto durante l’allenamento, aumentare la resistenza e ridurre il rischio di infortuni.

Esoscheletro migliorare la sicurezza sul lavoroIl ruolo della biomeccanica nell’ottimizzazione degli esoscheletri

La biomeccanica svolge un ruolo fondamentale nello sviluppo e nell’ottimizzazione degli esoscheletri, poiché si occupa dello studio delle forze e dei movimenti del corpo umano. Gli ingegneri biomeccanici collaborano con specialisti in robotica, neuroscienze e fisioterapia per progettare esoscheletri che siano ergonomici, sicuri ed efficaci.

Utilizzando modelli computerizzati e simulazioni virtuali, gli esperti possono valutare le prestazioni degli esoscheletri in condizioni simulate e identificare aree di miglioramento. Attraverso test sul campo e sperimentazioni cliniche, è possibile raccogliere dati empirici per validare e ottimizzarne il design, in base alle esigenze specifiche degli utenti finali.

La biomeccanica, inoltre, contribuisce alla comprensione dei principi biomeccanici coinvolti nei movimenti umani, consentendo agli ingegneri di progettare esoscheletri che replicano in modo efficace i pattern di movimento naturali e minimizzano il rischio di lesioni da stress biomeccanico.

Esoscheletro migliorare la sicurezza sul lavoro

Applicazioni nell’industria per migliorare sicurezza ed efficienza del lavoro

Progettati per ridurre il rischio di lesioni muscolo-scheletriche da sforzo ripetitivo e per fornire supporto fisico ai lavoratori impegnati in attività manuali intensive, gli esoscheletri industriali sono spesso impiegati in settori come la logistica, la produzione, la costruzione e l’agricoltura, dove i lavoratori sono esposti a sollevamento di carichi pesanti, movimenti ripetitivi e posture ergonomicamente sfavorevoli.

Utilizzando sensori per monitorare i movimenti del corpo e gli sforzi muscolari, questi dispositivi possono fornire un sostegno attivo ai muscoli e alle articolazioni dell’utente, riducendo l’affaticamento e prevenendo lesioni da sovraccarico.

Inoltre, gli esoscheletri industriali possono essere dotati di funzionalità aggiuntive, come sistemi di assistenza alla navigazione o dispositivi di comunicazione integrati, per migliorare ulteriormente la produttività e la sicurezza sul luogo di lavoro.
Ad esempio, un esoscheletro indossato da un operatore logistico in un magazzino potrebbe fornire indicazioni visive o sonore per guidare l’utente lungo percorsi ottimizzati o avvisare di potenziali pericoli nell’ambiente circostante.

L’implementazione di esoscheletri industriali può quindi portare a una riduzione degli infortuni sul lavoro e dei giorni di lavoro persi a causa di malattie correlate al lavoro, migliorando così la sicurezza e il benessere dei lavoratori e riducendo i costi aziendali associati alla compensazione dei lavoratori e alla perdita di produttività.