Robotar kan fixa branschens brist på arbetskraft

Den globala marknaden för robotar inom bygg och anläggning förväntas öka till det dubbla inom fem år. Snabbast växer marknaden för exoskelett.Filmens superstarka science fictionhjältar befolkar snart våra vanliga byggarbetsplatser. Med hjälp av ett utanpåliggande motordrivet skelett kan vi lyfta mångdubbelt tyngre verktyg och dessutom orka betydligt längre arbetspass. En önskedröm i tider av personalbrist och något som den globala marknaden visar ett tydligt intresse för.Det är alltså hög tid att lägga ett nytt ord till sin vokabulär. Foga samman ordet exo, som betyder utanpå, med skelett och du får ett exoskelett.Edwin Jager är forskare vid Linköpings Universitet. Hans forskningsområde är sensor- och aktuatorsystem och de senaste tjugo åren har han arbetat med att skapa konstgjorda muskler för bland annat mikrorobotik. Han förklarar varför utvecklingen av exoskelett plötsligt tagit full fart.Edwin Jager ser stora ergonomiska fördelar med att låta exoskelett avlasta kroppen.– Det är en kombination av miniatyriseringen av motorer och sensorer, samt utvecklingen av lättare material och batterier, som nu gör det möjligt att ta fram välfungerande exoskelett. Till det kommer att vi lärt oss att utforma allt smartare reglersystem och att kostnaderna gått ner. Tiden är mogen nu.Tanken på att stärka människan genom att ge den extra mekaniska muskler är långt ifrån ny. Utrustning för att hjälpa patienter med ryggmärgsskador att gå finns redan på marknaden och amerikanska försvaret har länge haft projekt där personer fått extra styrka av exoskelett. Den militära utrustningen har dock varit tung och dessutom kopplad med hjälp av kabel till en spänningskälla.Med tillgång till lättare, och därmed bärbara, material och batterier ligger fältet öppet för en helt ny generation av exoskelett. Företag av alla storlekar, från världens största biltillverkare till små startups, tar sig nu an utmaningen att förse världen med extra styrka.De mekaniska muskler som är på väg att bli en del av vår verklighet kan delas upp i tre huvudkategorier.Den första typen monteras stationärt och hjälper till att hålla ett verktyg i situationer där ett arbetsmoment upprepas under längre tid på samma plats. De kan inte direkt kategoriseras som exoskelett, men avlastar arbetaren och löser därmed uppgiften.Nästa kategori är burna exoskelett utan extern kraftkälla, så kallade passiva exoskelett. Ett exempel är produkten EksoVest som lanserades för två år sedan och är resultatet av ett samarbete mellan företaget Eksobionics och biltillverkaren Ford. Utrustningen ser ut som en väst och är utformad för att hjälpa till att lyfta och stödja användarens armar vid arbete i och över brösthöjd.Västen bärs som en ryggsäck med midjebälte och spänns fast vid över- och underarmarna. Vikten är 4,3 kilo och den kan hjälpa till att lyfta upp till 6,8 kilo per arm. Lyftkraften kommer från fjädrar och västen kräver därmed inga batterier. Det minskar vikten och ger dessutom obegränsad arbetstid.När större krafter krävs används istället så kallade aktiva exoskelett. De aktiva skeletten använder sig av miniatyrstora elektriska motorer, så kallade aktuatorer, för att utföra rörelser och ge extra kraft till användaren. Ett exempel är schweiziska företaget Colas trettio kilo tunga utrustning som till exempel kan hjälpa bäraren att fördela asfalt med hjälp av en kratta. Batterierna har en driftstid av fyra timmar.Hjälpmedlen kan vara utformade på flera olika sätt, från en lättare ryggsäck till en ställning som spänns fast på torso samt armar och ben för att bäraren ska klara av tunga lyft eller för att kunna sitta utan påfrestning under långa perioder.Drivkraften bakom utvecklingen av exoskelett är den brist på arbetskraft som flera branscher upplever. Att placera en robot i en tillverkningsindustri har länge varit en självklarhet, men att ta hjälp av en stationär robot på en omväxlande plats som ett bygge är inte lika lätt. Människan är fortfarande helt nödvändig för att utföra dessa arbetsuppgifter, men människokroppen slits och åldras.Exoskeletten ska göra det möjligt att fortsätta att arbeta i en högre ålder och även minska påfrestningarna och sjukskrivningarna. Internationell forskning tyder också på att produktiviteten kan öka genom att den aktiva arbetstiden ökar. Att mekaniska muskler även gör det möjligt att anställa mindre muskelstarka personer, läs kvinnor, gör tillgången till arbetskraft än större.Vid Linköpings universitet och högskolan i Borås pågår just nu arbete för att ta exoskeletten till en helt ny nivå.– Vi arbetar med att skapa textila muskler, aktiva kläder, berättar Edwin Jager.Forskarna använder sig av fibrer av elektroaktiva polymerer. Fibrerna rör sig när de utsätts för elektrisk spänning och kan därmed erbjuda extra kraft vid behov. De enskilda fibrerna kan dock inte ge några större krafter och det var först när tanken på att sammanfoga flera fibrer till en textil som projektet tog fart.– Vårt arbete klassas som grundforskning, men jag tror att vi inom tio till tjugo år kan presentera något som går att använda i praktiken, berättar Edwin Jager och tillägger att intresset har varit stort för projektet vilket betyder att de har lyckats få anslag till sin forskning som idag sysselsätter ett sex personer starkt arbetsteam.