Eksoskeletonit – ihmisyyden ja robotiikan rajoilla

JAMKin kuntoutuksen lehtori Anja Tanttu pukee päälleen repun näköistä pukinetta, jossa on jousin tuetut telineet kyynärpäille. Skelex-niminen laite on eksoskeleton, eli ulkoinen tukiranka, jonka tarkoituksena on tukea käsiä niiden ollessa yläasennossa.

– Eksoskeleton sopii erinomaisesti esimerkiksi sähkömiehille, jotka joutuvat asennustöissään pitelemään käsiään ylhäällä ja kurottelemaan pitkiä aikoja – työsuoritus ja oikea käyttö huomioiden tietenkin, Tanttu kertoo.

Skelex on esimerkki passiivisesta eksoskeletonista: se varastoi energiaa jousien avulla – ei siis lisää käyttäjänsä voimaa. Aktiiviset eksoskeletonit puolestaan käyttävät ulkoista voimanlähdettä. Niillä voi tarvittaessa lisätä käyttäjän omaa voimaa. JAMKin projektiasiantuntija Toni Pekkola esittelee Ironhand-hansikasta, joka lisää jokaisen sormen puristusvoimaa 1,6 kg, eli yhteensä 8 kg. Sormenpäissä on anturit ja hanskassa on keinotekoiset ”jänteet”, jotka auttavat puristusvoiman tuottamisessa. Käyttövoiman hansikas saa akusta, jonka käyttäjä pukee ylleen reppuna.

– Käyttäjä säätää avustavan voiman itse: mitä lujempaa otan kiinni, sitä enemmän hanska tarraa apuna, Pekkola kertoo.

Voimaa ei kuitenkaan voi tuottaa niin paljon, että hansikkaalla voisi tehdä esimerkiksi vahinkoa itselleen tai toiselle.

– Tarkoitus ei olekaan, että lisättäisiin ihmisen suorituskykyä äärimmilleen, vaan helpotetaan esimerkiksi pitkäkestoista, staattista työtä tai toistotyötä, Tanttu selventää.

– Monesti ihmisillä kuitenkin on sellainen käsitys, että näiden avulla saa itselleen supervoimat, Pekkola myöntää.

Supervoimat mahdollistavia eksoskeletonejakin on toki kehitetty – tai ainakin yritetty. Esimerkiksi General Electric kehitteli 1960-luvulla eksoskeletonia, joka olisi antanut ihmiselle 25-kertaiset voimat. Hardiman-nimisen eksoskeletonin avulla 680 kg kuorma tuntui nostettaessa noin 27 kg kuormalta. Ainoa ongelma oli, että tukiranka itsessään painoi hulppeat 750 kg. Laitteen paino ja riittävän voimanlähteen puute tekivät laitteesta käytännössä käyttökelvottoman.

Yli-inhimillisten voimien sijaan puettavan teknologian suurin anti löytyykin esimerkiksi rasitusvammojen ennaltaehkäisemisestä ja sitä kautta työurien pidentämisestä – sekä ihan yleisestä jaksamisesta. – Voi ajatella myös niin, että kun työ ei rasita niin paljon, jää voimia enemmän vapaa-ajalle vaikkapa yleistä toimintakykyä ja hyvinvointia tukeviin harrastuksiin, Tanttu pohtii.

Raakaan voimaan robotit ovat edelleen paras vaihtoehto.

– Mutta robottikaan ei sovellu kaikkiin töihin. Sellaiset työt, mihin tarvitsee vielä ihmisaivoja ja ammattitaitoa, eksoskeleton voi olla hyvä ratkaisu, Tanttu sanoo.

– Itse asiassa voidaan ajatella, että joissain tapauksissa eksoskeleton voi olla vaihtoehto sille, että tuotantoa muutettaisiin täysin automaattiseksi. Puettavan teknologian avulla esimerkiksi monissa perinteisissä käsityöammateissa voidaan tehostaa toimintaa ilman, että käsityön osuus häviäisi, Pekkola lisää.

JAMKissa eksoskeletoneja on esitelty osana robotiikkaan liittyviä hankkeita. Ulkoiset tukirangat ovat kiinnostaneet ihmisiä tapahtumissa, joita hankkeiden tiimoilta on järjestetty.

– Tapahtumat ovat olleet tosi suosittuja. Niissä on annettu itse kokeilla, miten eksoskeleton toimii. Kun itse pääsee kokeilemaan, niin yleensä hoksaa, mikä hyöty ja apu näistä voi olla, Pekkola sanoo.

TEKSTI ESKO PULLIAINEN KUVA MIKKO VÄHÄNIITTY