Пасивните екзоскелети са различен клас устройства. Те приемат енергията, създадена от едно движение - например навеждане - и след това я освобождават за обратното, например за повдигане на предмет от земята до нивото на кръста.

Тези пасивни устройства не се нуждаят от скъпите двигатели, кабели, батерии и сензори, които се намират в екзоскелетите с технологично задвижване. Вместо това те използват различни материали за съхраняване и освобождаване на енергия: пружини, торсионни пръти, газови бутала, еластични ленти и гъвкави греди. Някои конструкции разчитат на твърда рамка, докато други са изработени от плат и други гъвкави материали. Според някои източници сегашните пасивни екзоскелети могат да струват от 2 500 до над 14 000 долара в зависимост от дизайна и от това кои части на тялото поддържат.

Конструкциите варират в зависимост от вида на целевата задача. Например вдигането на кашони с продукти може да изисква един вид помощ, докато събирането на плодове - друга. Но могат ли те реално да помогнат на фермерите и селскостопанските работници?

Предимства

Много проучвания показват ясни ползи от носенето на екзокостюми в други отрасли, като например работа в складове и производство. Карл Зелик, доцент по биомедицинско инженерство в Vanderbilt University, цитира пред Fast Company проучване на складови работници, което проследява повече от 281 000 часа работа, докато респондентите носят екзоскелети. Историческите данни показват, че е трябвали да се случат 10,5 наранявания на гърба за този период, но проучването разкрива, че такива не е имало.

От прецизно земеделие до управление на водите: Как AI променя селското стопанство

Подобни изследвания не са правени в земеделски условия, но съществуващите сочат ясни ползи. Например при едно изпитване на екзоколан за горен крайник при задачи по управление на овощна градина мускулната активност е намалена с до 40%. Това води до по-малка умора и напрежение, което от своя страна намалява риска от нараняване.

В друго проучване на фермерите е предоставен екзоскелет за опора на гърба за ежедневните им дейности и няколко от участниците посочват повишена производителност чрез намаляване на умората. Много от изследваните лица също така казват, че се чувстват по-защитени, когато копаят. В някои случаи подобни устройства са помогнали за поддържането на правилна стойка при вдигане, което намалява риска от травми в долната част на гърба.

Сара Балини-Рос е съсобственик на ферма Rossallini в Орегон. Тя и съпругът ѝ понякога използват екзоскелети при за тяхната разнообразна дейност. Тя е и експерт по екзотехнологии и основател на Evolving Innovation, консултантска компания, която предоставя услуги в областта на технологиите за безопасност и ергономичните решения. Балини-Рос казва, че намаляването на умората е важен фактор при използването на екзоскелетите.

„Голяма част от работата във фермата наистина включва повтарящо се повдигане от земята до нивото на кръста, така че моето екзо е първото нещо, което грабвам, когато се налага да балирам сено например“, посочва тя. „В дните на инвентаризация, когато разтоварваме няколко тона 50- до 70-килограмови кутии, също“.

Електрически и автономни трактори променят земеделието

Не е универсално средство

Въпреки ползите, пасивните екзоскелети не са решение за всеки възможен случай. Не всички модели са еднакви и всеки има своите предимства и недостатъци.

Някои от тях могат да ограничат движението, за да наложат правилна поза при вдигане и да намалят травмите. Други конструкции обаче може да нямат тази функция, което означава, че работникът може да се постави в неудобна или опасна позиция, която да доведе до нараняване.

Същата функция, която налага правилна стойка при повдигане, може да ограничи движението, което изисква въртене на тялото, например при копаене. Работникът в склад вероятно ще изпълнява една и съща задача през целия ден, но на селскостопанския работник често му се налага бързо да превключва от една задача на друга.

Освен това пасивните екзокостюми могат да бъдат обемисти и неудобни за маневриране по време на ежедневните дейности. Фермерите в едно проучване посочват факта, че те могат да затруднят влизането и излизането от кабината на трактори и други селскостопански машини. А слагането и свалянето на екзоколан през деня може да отнеме значително време.

Повечето подобни устройства задължително имат някакъв плат, който може да се замърси - особено от пот в горещи дни или по време на натоварващи дейности – което да ги направи неприятни за носене. Повечето от тях включват и закопчалки тип „велкро“. Те улесняват регулирането на прилягането на устройството за работници с различни габарити, както и за приспособяване към различните пластове дрехи. Но в някои случаи това влошава функционалността и външния им вид.

Как малка Нидерландия стана световен износител на селскостопански продукти

Пречки пред приемането

Липсата на знание може да бъде най-голяма пречка за по-широкото разпространение на екзоскелетите в селското стопанство - много фермери просто не са наясно с продуктите и техните потенциални ползи.

Тук е и въпросът за разходите. Дори пасивните модели могат да бъдат скъпи, а за разлика от тежкото селскостопанско оборудване, производителите не са настроени да предоставят планове за разсрочено плащане или други условия, които да облекчат финансовото натоварване.

Но проблемите надхвърлят тези два очевидни фактора. Например, много ферми разчитат на временна работна сила. Те обикновено не разполагат с ресурси, за да се снабдят с пълна гама от екзоскелети, които да отговарят на различните размери на тялото. Освен това различните задачи могат да изискват различен дизайн. Прибирането на реколтата или плевенето на някои нискорастящи култури изисква навеждане, което се нуждае от различен вид опора в сравнение с вдигането на кашони с продукти или копаенето.

Освен това нуждите на селскостопанските работници се променят в зависимост от сезона. Осигуряването на екзоскелет за тях само за седмица или две може да се окаже нерентабилно.

Друга част от проблема се състои в това, че индустрията на все още не се е фокусирала върху нуждите на селскостопанските работници. Фокусът в момента е върху други отрасли, като складова логистика, строителство и производство. Тези приложения имат тясно дефинирани задачи с много повторения и често включват големи корпорации с капитал за инвестиране в нови технологии.

За да бъдат наистина възприети в селското стопанство, производителите ще трябва да създадат екзоскелети, които са модифицирани за работа във фермата – да имат регулируеми ремъци, които обхващат бедрата, например. Но този дизайн блокира достъпа до джобовете на панталоните, където работещите във фермата държат инструменти, като например ножици за подрязване, така че да могат да ги достигнат лесно.

Въпреки че екзоскелетите са доказали своята стойност по отношение на намаляването на работното натоварване и свързаните с него наранявания при някои селскостопански задачи, все още съществуват значителни пречки. Но тъй като фермерите все повече осъзнават ползите от тях, разходите продължават да намаляват, а производителите отговарят в по-голяма степен на специфичните нужди на селскостопанските задачи, вероятно можем да очакваме да видим повече екзоскелети в земеделието скоро.