外骨骼和金属有机框架

为什么福特要给生产线上的员工配备外骨骼?
2018年8月14日

采访

Peter Cowley,商业天使和“投资投资者”

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这种名为EksoVest的可穿戴技术可以在工人执行头顶任务时抬升并支撑工人的手臂。

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估计各不相同,但我们认为蚂蚁可以举起10到50倍于自身体重的东西。对于人类来说,这相当于能够拿起一辆卡车。现在看来,汽车制造商福特(Ford)正试图借鉴切叶蚁的做法,为生产线上的员工配备可穿戴的外骨骼套装,以帮助他们举起和伸手。这就是未来吗?在这里,商业天使投资人Peter Cowley将与Chris Smith分享他在这方面和其他技术发展方面的智慧。

外骨骼是指体外的骨骼,螃蟹、蟑螂就是这样的例子。人类有内骨骼——我们的骨骼在我们体内。外骨骼的作用是帮助四肢的活动,无论是手臂还是腿来代替肢体或提高做某事的能力。福特的这个例子是针对工人的他们可能要在汽车底盘下面工作超过他们的头部高度拧紧螺母和螺栓,这真的很难。想象一下,如果你手里拿着一件只有一两公斤重的东西,坚持八个小时,这将是非常困难的。你的手臂和肩膀都很紧张。

克里斯:那它是怎么工作的呢?描述一下外骨骼是什么样子。它是不是像一件“外穿服”,你穿上它,外面就有一个可穿戴的机器人?

彼得:问得好。事实上,是的,他们正在研究这些事情,特别是军队正在研究这些事情。但是福特从美国某家公司买来的这些实际上都很小。它们只有4公斤重,挂在你的肩膀上和腰上,它们提供的升力相对较小。它只增加了2到7公斤,与你正常的手臂相比,这仍然是相当大的。

克里斯-那它们是怎么供电的?

彼得:它们是用弹簧驱动的,所以这是弹簧辅助装置。你之前提到的那些大的,在一种情况下,是由一个小的内燃机驱动的。那上面有一个小汽油引擎和电池之类的东西,它们很大,在你自己的体重上可以重达100公斤。

Chris -所以它就像一个固定在你手臂上的外部角度平衡灯但它意味着在很长一段时间内保持一个姿势,你得到了额外的支持,让它变得更容易?

彼得-这不仅仅是角度平衡,因为它实际上也会帮助你抬起。它不仅会像你面前的麦克风一样保持位置,它还会让你向上推。

但是在物理学中没有“免费的午餐”这样的东西,所以你不能白推。所以如果它是弹簧加载的,就必须由佩戴者提供能量来移动它?

彼得:嗯,我认为它实际上是重新分布在你的身体周围,而不仅仅是在你的手臂上。所以是你的肩膀和你身体的其他部分在提供帮助。

克里斯:工人们怎么说?进展顺利吗?

有一些原型已经有一段时间了。当然,我只是从网上拿的,他们刚刚订购了75套这样的东西,以便在世界各地的工厂生产。但它们并不便宜,因为它们的体积小,每台大约6000美元。这是一种没有电池,没有电源,没有计算能力等等的东西。

克里斯:但是他们一定做了一些成本效益分析,算出6000美元花得值吧?他们必须考虑到他们将恢复生产力,或者减少诉讼因为有人在生产线上重复性劳损之类的事情?

彼得:没错。我不认为它会影响生产力,因为我认为生产线仍会以同样的速度移动,但它会影响到劳损,人们下班,以及潜在的诉讼。

克里斯-如果将这种方法推广到那些有残疾、虚弱或其他问题的人身上,这意味着这种方法可能会对他们有所帮助,那又如何呢?

彼得:是的。这又回到了你刚才说的;弹簧加载的设备不会这样做,你需要一些有自己动力的东西。有许多外骨骼正在试验中,并在世界各地销售,特别是在日本,供老年人使用。一个例子可能是护士需要定期举起病人并移动他们。如果你是一个小护士你可能不容易做到你怎么能举起70公斤之类的东西呢?他们穿着这些衣服就能做到。

克里斯:现在来看其他新闻:你跟我说过你一直在研究一些你想投资的技术。跟我们说说……

彼得:是的。我是一个非常非常活跃的天使投资人,已经投资了60多家初创公司,其中一些失败了,有些却获得了可观的回报。我之前提到的那个其实来自剑桥大学的工程系。这个概念是,如果你有一个圆柱体的气体,在一定的压强下,你有一定量的气体在里面。如果你加入一种叫做金属氧化物框架的东西,我一会儿就会讲到,你实际上可以增加里面的气体量。在相同压强下的气体体积,这在原理上似乎没有什么意义因为在相同的体积下,在相同的压强下,你有更多的物质,但是更多。这种金属氧化物框架是一种结构,它允许气体原子,而不是气体的液体原子,被拉入适当的位置;因此,它们不会碰撞到其他原子,因此,你可以在相同的体积内得到更多的原子。

Chris -人们说这些有点像分子筛,不是吗?你可以想象一下分子尺度上的铁丝网,这些电线连接在一起你会有不同类型的原子它会有不同的性质所以你可以有不同的铁丝网尺寸你可以有不同的化学性质。在这种情况下,你是说你可以用它来储存气体?假设它们选择的是能锁住气体的原子你想把气体紧紧地放进圆柱体里,使气体能与壁结合?

彼得:没错。框架的大小将被调整到。如果你有一个氢原子,它可能不会被使用,因为它们很小。但是如果你有一个复合体,比如乙炔什么的,它非常长,你就需要更大的口袋来容纳这些分子。

克里斯-为什么这是件好事?这意味着什么,我们可以让更多的气体进入钢瓶所以我们需要花更少的钱在密度更大,更厚的钢瓶上这样你就可以在更低的压力下获得气体?使用这项技术的原因是什么?

彼得:是的,这是原因之一。你可以,在相同的压强下,有相同的壁厚所以你不需要增加压强,但这更多的是和输送有关。这与你可以运输更多的气体有关。现在有两个极端;令人惊讶的是,一端是船只。所以你可以想象有很多天然气,不是液化的,被运往世界各地。他们说的数字是14倍。如果你能在一艘船上获得14倍的天然气,那就会产生巨大的变化,不是吗,就成本而言。另一端是瓶子,医院里用的东西,你不需要经常更换瓶子。

克里斯-谢谢你,彼得!彼得·考利——你也可以在他的“投资投资者”播客上听到他谈论商业和企业家精神。

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