Au cours de la prochaine décennie, Les fabricants américains sont confrontés à un déficit de compétences industrielles avec des projections de 2 millions d'emplois manufacturiers non pourvus en raison d'un manque de candidats qualifiés et qualifiés. Une grande partie de la main-d'œuvre manufacturière actuelle approche de l'âge de la retraite et les jeunes générations manquent souvent d'intérêt pour acquérir les compétences techniques associées aux emplois dans le secteur manufacturier. Par ailleurs, les accidents du travail coûtent aux entreprises américaines plus de 13 milliards de dollars par an, avec des blessures de surmenage représentant la majorité des blessures.

Avec un prix de 3 millions de dollars de la National Science Foundation, Les chercheurs de Virginia Tech effectueront des recherches fondamentales pour développer des exosquelettes propulsés par le corps entier pour augmenter les performances humaines dans l'utilisation industrielle et pour comprendre les impacts dramatiques qu'ils peuvent avoir sur le paysage socio-technologique des emplois. L'exosquelette est un dispositif portable qui peut augmenter la force et l'endurance du porteur en soutenant les articulations du corps et en fournissant des mouvements d'assistance et des couples articulaires.

Divya Srinivasan, professeur adjoint au Département de génie industriel et des systèmes de Grado du Collège d'ingénierie, dirige la subvention, "Exosquelettes du corps entier pour une amélioration professionnelle avancée." Décerné par le programme Future of Work at the Human Technology Frontier de la NSF, ce projet vise à développer et évaluer de nouvelles commandes et interfaces homme-machine pour les exosquelettes motorisés, pour augmenter la productivité des travailleurs industriels et réduire les risques de blessures, tout en préservant les compétences humaines pour opérer en dynamique, environnements non structurés.

La recherche sera menée en partenariat avec Sarcos Robotics, une entreprise qui a 20 ans d'expérience dans le développement d'exosquelettes motorisés avec un financement de la DARPA et du ministère de la Défense.

"Imaginez vous réveiller et être capable de faire des travaux physiques lourds sans douleur ni blessure, " a déclaré Srinivasan. " La productivité serait augmentée si les gens étaient en meilleure santé et plus sûrs. Les travailleurs actuellement dans ces postes seraient en mesure de faire le travail avec moins d'effort physique et d'une manière plus sûre, développer de nouvelles compétences technologiques, et peut-être mieux payé. Nous espérons que les jeunes générations ne mépriseront pas pour autant les emplois industriels lourds. »

L'équipe prévoit de concevoir de nouvelles interfaces de contrôle et d'interaction pour rendre l'utilisation de l'exosquelette naturelle et intuitive, minimisant ainsi le temps d'apprentissage et permettant l'adaptation à des environnements dynamiques. Ils concevront une interface basée sur la réalité augmentée que l'utilisateur pourra porter et utiliser pour interagir avec l'exosquelette. L'assistance de l'exosquelette sera adaptée en fonction de l'utilisateur et du contexte. Cela permettra d'augmenter la perception et la cognition d'un utilisateur lors de l'utilisation de systèmes d'augmentation de capacité physique.

"L'une des préoccupations que nous avons avec la technologie est qu'elle pourrait être si concentrée physiquement en termes de diminution des exigences physiques qu'elle peut augmenter les exigences cognitives, " dit Srinivasan.

D'où, l'évaluation et la refonte itérative de toutes les technologies intégreront des tests utilisant une gamme de travailleurs divers, y compris ceux qui ont des capacités physiques réduites et des troubles cognitifs légers, pour s'assurer que la conception globale sera efficace et inclusive pour l'ensemble de la main-d'œuvre.

L'équipe comprend Maury A. Nussbaum, professeur, et Nathan Lau, maître assistant, à la fois de l'ingénierie industrielle et des systèmes; Alexandre Léonessa, professeur en génie mécanique; et Suqin Ge, professeur agrégé d'économie au Collège des sciences.

L'équipe interdisciplinaire comprend également des collaborateurs du Collège d'ingénierie, l'École des arts visuels, Université de Virginie, et l'Université de Californie à Santa Barbara.

Alors que l'équipe d'ingénierie travaillera à faire progresser les connaissances et l'état de l'art dans le contrôle de l'exosquelette, coopération homme-robot, les facteurs humains, et systèmes de réalité augmentée, L'équipe de Ge construira des modèles empiriques des effets de la technologie d'augmentation sur la productivité et le bien-être des travailleurs, bénéfices de l'industrie, et le marché du travail en général.

Les résultats aideront à la fois les fabricants d'exosquelettes et les leaders de l'industrie à déterminer les types de travail appropriés, Tâches, les frais annexes, et les marchés des investissements dans les combinaisons d'exosquelettes.