Nositeľná robotika prináša okrem fyzickej úľavy aj nové výzvy: bolesť sa presúva do iných častí tela a používateľ často čelí zvýšenej mentálnej námahe.
Komplexný exoskelet odľahčuje plecia a chrbát pracovníka, no zároveň kladie zvýšené nároky na mozog a koordináciu pohybov so strojom. Zdroj: iStock.com/gorodenkoff
Zariadenia upevnené na tele človeka menia spôsob výkonu manuálnej práce. Fungujú ako vonkajší umelý svalový aparát. Niektoré využívajú pevné konštrukcie, iné pracujú s pružnými textíliami. Ich hlavný cieľ zostáva rovnaký. Majú uľahčiť fyzickú námahu. Každá technologická výhoda si však vyberá daň.
Mozog pracuje na plné obrátky
Fyzická námaha pri nosení exoskeletu klesá, mentálna záťaž však paradoxne rastie. Prístroje merajúce mozgovú aktivitu odhalili zaujímavý fakt. Prispôsobenie sa vonkajšej kostre stále namáha ľudský mozog. Človek musí podvedome monitorovať a ladiť svoje pohyby.
Elektroencefalogram potvrdil výraznú záťaž frontálnych lalokov. Tieto časti mozgu riadia pozornosť a pracovnú pamäť. Nositeľ musí podvedome kontrolovať svoje pohyby v súlade s oblekom. Zvýšená mentálna námaha postupne vyčerpáva mozog a únava mysle nakoniec spomaľuje celkový pracovný výkon.
Presun bolesti do iných častí tela
Exoskelet účinne chráni tú časť tela, pre ktorú ho dizajnéri navrhli. Zariadenie napríklad mechanicky podopiera ruky pri práci nad hlavou. Tým priamo odľahčuje preťažené ramenné kĺby.
Ľudské telo však funguje ako jeden prepojený celok. Zásah do jednej časti okamžite ovplyvní fungovanie ďalších svalov. Zariadenie váži niekoľko kilogramov a túto hmotnosť musí nositeľ stále niesť. Fyzická záťaž, o ktorú exoskelet jednu časť tela odbremeňuje, nezmizne. Vonkajšia kostra ju presunie napríklad z rúk na nohy alebo trup. Pracovníci hlásia diskomfort presne na miestach dotyku exoskeletu s telom. Ten sa totiž pevne opiera o hrudník či stehná a práve tam vzniká nepríjemný tlak upínacích popruhov.
Pracovník pri práci stále prispôsobuje svoje pohyby robotickému obleku. Rýchlo si tak zvykne na úplne nové pohybové vzorce. Človek sa celkovo začne hýbať inak a obmedzí tým prirodzené držanie tela. Nežiaduci vedľajší efekt postupne oslabuje iné svaly a vedie k vzniku nových chorôb z povolania.
Exoskelet zameraný na podporu chrbta a nôh preberá časť fyzickej záťaže a šetrí kĺby. Zdroj: iStock.com/Unaihuiziphotography
Nová nádej v podobe mäkkých oblekov
Konštruktéri aktívne reagujú na spomínané problémy. Pevné kovové štruktúry postupne nahrádzajú takzvanými mäkkými oblekmi. Pri tvorbe flexibilných oblekov sa využívajú najmä pružné materiály. Neobmedzujú prirodzený rozsah pohybu ľudských kĺbov a používateľ sa cíti oveľa komfortnejšie. Takéto pomôcky vážia podstatne menej ako pevné kovové modely. Navyše sa dokážu lepšie prispôsobiť anatómii konkrétneho človeka.
Mäkké obleky síce nedokážu uniesť takú veľkú záťaž ako pevné kovové konštrukcie, no pri bežných úlohách vynikajúco slúžia a výrazne menej obmedzujú pohyb používateľa.
Moderné systémy siahajú aj po pokročilom strojovom učení. Také obleky dokážu čítať svalové signály tela používateľa. Inteligentný systém následne presne prispôsobí úroveň mechanickej podpory pre konkrétny pohyb.
Cesta k dokonalej súhre
Prepojenie stroja a človeka si vyžaduje dokonalú súhru tela aj mysle. Súčasná technológia zatiaľ nedokáže zamestnancom plnohodnotne pomáhať bez nepríjemných vedľajších účinkov. Výskumníci musia ešte vychytať mnohé muchy, kým sa vonkajšie kostry stanú bežnou výbavou tovární.
Zdroje: Springer Nature Link, International Journal of Industrial Ergonomics
(KAM)
