Nel decennio successivo, I produttori americani stanno affrontando un divario di competenze industriali con proiezioni di 2 milioni di posti di lavoro nel settore manifatturiero non coperti a causa della mancanza di candidati qualificati e qualificati. Una gran parte dell'attuale forza lavoro manifatturiera si sta avvicinando all'età della pensione e le generazioni più giovani spesso mancano dell'interesse per apprendere le competenze tecniche associate ai lavori nel settore manifatturiero. Per di più, gli infortuni sul lavoro costano alle aziende statunitensi più di 13 miliardi di dollari all'anno, con lesioni da sforzo eccessivo che rappresentano la maggior parte delle lesioni.

Con un premio di 3 milioni di dollari dalla National Science Foundation, I ricercatori della Virginia Tech effettueranno ricerche fondamentali per sviluppare esoscheletri alimentati a corpo intero per aumentare le prestazioni umane nell'uso industriale e per comprendere gli impatti drammatici che potrebbero avere sul panorama socio-tecnologico dei posti di lavoro. L'esoscheletro è un dispositivo indossabile che può aumentare la forza e la resistenza di chi lo indossa supportando le articolazioni del corpo e fornendo movimenti assistivi e coppie articolari.

Divya Srinivasan, ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale e dei Sistemi di Grado della Facoltà di Ingegneria, sta guidando la sovvenzione, "Esoscheletri di tutto il corpo per il potenziamento professionale avanzato". Premiato dal programma Future of Work di NSF presso il programma Human Technology Frontier, questo progetto mira a sviluppare e valutare nuovi controlli e interfacce uomo-macchina per esoscheletri motorizzati, per aumentare la produttività dei lavoratori industriali e ridurre i rischi di infortuni, preservando anche l'abilità umana per operare in modo dinamico, ambienti non strutturati.

La ricerca sarà condotta in collaborazione con Sarcos Robotics, un'azienda che ha 20 anni di esperienza nello sviluppo di esoscheletri potenziati con finanziamenti della DARPA e del Dipartimento della Difesa.

"Immagina di svegliarti ed essere in grado di svolgere lavori fisici pesanti senza dolore o lesioni, " ha detto Srinivasan. "La produttività sarebbe aumentata se le persone fossero più sane e più sicure. I lavoratori attualmente in quelle posizioni sarebbero in grado di svolgere il lavoro con meno sforzo fisico e in modo più sicuro, sviluppare nuove competenze tecnologiche, e possibilmente essere pagato meglio. Siamo fiduciosi che le giovani generazioni non disprezzeranno di conseguenza i lavori industriali pesanti".

Il team prevede di progettare nuove interfacce di controllo e interazione per rendere l'uso dell'esoscheletro naturale e intuitivo, minimizzando così il tempo di apprendimento e consentendo l'adattamento ad ambienti dinamici. Progetteranno un'interfaccia basata sulla realtà aumentata che l'utente può indossare e utilizzare per interagire con l'esoscheletro. L'assistenza dell'esoscheletro sarà adattata in base all'utente e al contesto. Ciò consentirà l'aumento della percezione e della cognizione di un utente quando si utilizzano sistemi di aumento della capacità fisica.

"Una delle preoccupazioni che abbiamo con la tecnologia è che potrebbe essere così focalizzata fisicamente in termini di diminuzione delle richieste fisiche da aumentare le richieste cognitive, ", ha detto Srinivasan.

Quindi, la valutazione e la riprogettazione iterativa di tutte le tecnologie incorporeranno test utilizzando una gamma di lavoratori diversi, compresi quelli con ridotte capacità fisiche e lievi disturbi cognitivi, per garantire che la progettazione complessiva sia efficace e inclusiva per tutta la forza lavoro.

Il team include Maury A. Nussbaum, professoressa, e Nathan Lau, professore assistente, sia dall'ingegneria industriale che da quella dei sistemi; Alessandro Leonessa, professore di ingegneria meccanica; e Suqin Ge, professore associato di economia presso il College of Science.

Il team interdisciplinare comprende anche collaboratori del College of Engineering, la Scuola di Arti Visive, Università della Virginia, e Università della California Santa Barbara.

Mentre il team di ingegneri lavorerà per far progredire le conoscenze e lo stato dell'arte nel controllo dell'esoscheletro, cooperazione uomo-robot, fattori umani, e sistemi di realtà aumentata, Il team di Ge costruirà modelli empirici degli effetti della tecnologia di potenziamento sulla produttività e sul benessere dei lavoratori, profitti del settore, e del mercato del lavoro in generale.

I risultati aiuteranno sia i produttori di esoscheletri che i leader del settore a determinare i tipi di lavoro appropriati, compiti, relativi costi, e mercati per investimenti in tute esoscheletriche.