Сообщается, что экзоскелеты для медицинских работников, выполняющих длительные операции, являются настоящим спасением, учитывая огромную нагрузку на опорно-двигательную систему при длительном стоянии. Экзоскелет снимает нагрузку с поясничного отдела при подъеме и переносе грузов массой до 60 кг, разгружает руки пользователя при работе с рабочими инструментами массой до 15 кг. Экзоскелет — это роботизированный костюм, который может дополнить функции человека, повышая его эффективность и физические (в фантастических планах на будущее, впрочем, даже ментальные) способности.
История создания экзоскелетов
- Мишустину в Норильске показали экзоскелет для рабочих - МК
- Про Экзоскелеты
- Немного истории
- Для реабилитации
- Экзоскелеты в здравоохранении: настоящее и будущее
Экзоскелет: что это такое и где их используют
Российский армейский экзоскелет ЭО-01.02 от компании «ГБ Инжиниринг». Фото © РИА Новости / Илья Питалев. Применение экзоскелета позволяет снизить нагрузку на опорно-двигательный аппарат в среднем на 50%, перенося вес груза через внешний каркас в опорную площадку стопы экзоскелета. Новинка в реабилитации: экзоскелет для инвалида. Как работает экзоскелет и какие возможности он дает человеку.
Экзоскелеты: быстрее, выше, сильнее
Развитие сферы охраны труда будет продолжаться, и через какое-то время экзоскелет станет обыденным СИЗ, как перчатки или каски, которые сейчас используют на строительных площадках. Кроме того, очень немногие работодатели в России знают, что инвестиции в охрану труда улучшают имидж работодателя в глазах работников, а, значит, способствуют успешности бизнеса. Это происходит за счет того, что снижается количество несчастных случаев, а значит, меньше штрафов, меньше потерь времени на расследования и связанные с этим простои, меньше судебных расходов по искам, меньше затрат на рекрутмент, поскольку сотрудники реже увольняются, соответственно, меньше потерь при ошибках новых и перегруженных работников, если они замещают уволившихся или тех, кто находится на больничном. Виктор Смольский руководитель отдела охраны труда Группы компаний Ingka ИКЕА в России Экзоскелеты Exorise: «Парадокс экзоскелета в том, что он больше всего нравится тем, кому меньше всего нужен» Наша история началась в 2018 году, в то время у нас была компания в Магнитогорске, где мы занимались различными решениями для металлургического комбината. Однажды на том комбинате мы выявили проблему, связанную как раз с опорно-двигательным аппаратом. Дверевой коксовых батарей — очень сложная и трудоемкая работа, при которой на организм идет повышенная нагрузка. Короткий стаж, высокая текучка кадров — долго на такой должности продержаться сложно. Когда работник закидывает уголь в печь, происходит диагональное скручивание, влияющее на позвоночник работника.
Дверевой осуществляет наблюдение за открыванием и закрыванием дверей камер коксования на коксовых батареях и пекококсовых установках, контроль правильности установки двересъемной лебедки, дверей и механизма отвинчивания ригельных болтов. Мы поняли проблему и стали искать решения, изучали, что есть на рынке, что применяется в мире. Тогда в России были лишь небольшие разработки, но не более, а на мировом рынке — полноценные экзоскелеты. Они частично отвечали требованиям, которые мы прописали для себя, но полностью под наши требования никто не подходил. Для такого типа работ нужна жесткая корсетная часть, которая бы защищала уязвимые части организма, создавая дисциплинирующее воздействие на позвоночник. Такая технология действительно помогает снизить риски получения травм, компенсировать часть веса. Пассивный экзоскелет, то есть экзоскелет без «умных» технологий, прост в эксплуатации и обслуживании, к тому же у него неограниченный срок работы в отличие от скелетов, в которых используется электрика или ИИ.
Все, что связано с внешними источниками энергии, хуже работает на морозе, и аккумуляторы сами по себе довольно тяжелые. Мы хотели сделать легкий, удобный и эффективный скелет в первую очередь за счет физических свойств материала, а также сделать его простым и понятным любому работнику. Экзоскелет Exorise сравнивают с американским — SuitX, он тоже является пассивным скелетом, состоящим из различных материалов, в том числе эластомеров и пружин. Экзоскелеты SuitX испытывались на стройплощадках, при погрузочно-разгрузочных работах, на судостроительных и литейных производствах в США и Японии, что позволило выделить типичные операции, при которых требовалось снять нагрузку с тех или иных частей тела. В 2019 году Exorise создали первый скелет, который соответствовал всем внутренним требованиям компании, после — стали его тестировать, ходили в цеха на производства, запускали в работу, собирали обратную связь от работников. Если было нужно, где-то вносили корректировки и дорабатывали технологию, улучшали дизайн и продолжали тестировать. Что делает экзоскелет?
Скелет компенсирует нагрузку и за счет корсетной части создает дисциплинирующее воздействие на позвоночник, таким образом биомеханика рабочего начинает работать по аналогии биомеханики спортсмена. В цехах часто можно наблюдать одну и ту же проблему — привычку работника поднимать вес так, как ему удобно — мышцами спины, то есть неправильно. Это основная и общая для всех проблема, которая со временем приводит к серьезным заболеваниям. Когда человек молодой и здоровый, он не замечает негативных факторов и не думает о последствиях, у него постепенно вырабатывается привычка поднимать вес не ногами, а спиной, а после — привычка начинает доминировать и от нее практически невозможно избавиться. Экзоскелет X-Soft сконструирован таким образом, чтобы нагнуться и поднять вес спиной было неудобно, то есть приблизили работника к биомеханике спортсмена: прямая спина, присед, нагрузка распределяется на ноги. Экзоскелет — это мобильный тренер, который говорит: «Парень, береги спину! Парадокс экзоскелета в том, что он больше всего нравится тем, кому меньше всего нужен.
Если экзоскелет кажется неудобным, значит, он вам точно нужен, потому что ваша спина работает неправильно. X-Soft хорошо фиксирует позвоночник в правильном положении, за счет чего происходит выпрямление осанки, начинают лучше работать мышцы, которые ранее не работали или работали плохо. При правильном положении позвоночника улучшается кровоток и работник в целом чувствует себя лучше.
Подобные модели начинают разрабатывать и в реальности. Они значительно увеличивают скорость передвижения, силу и выносливость оператора, но есть у них и ряд недостатков — высокая цена, сложность и тяжесть конструкции, постоянная зависимость от уровня заряда батареи. Есть и «пассивные» экзоскелеты: им не требуются ни аккумуляторы, ни провода. Они приводятся в действие силами самого оператора, работая на перераспределении кинетической энергии.
Пассивные экзоскелеты нашли широкое применение в промышленности и медицине: они весят меньше, просты в использовании и финансово более доступны. Впрочем, как и у любых экспериментальных разработок, разделение экзоскелетов по типам и отраслям довольно условное: когда новую модель придумывают с нуля, решения могут оказаться самыми разными. Экзоскелет помогает Джеймсу Роудсу свободно передвигаться, несмотря на травму «Мстители: Война бесконечности» От земли и до самого неба Следует отличать экзоскелет от силовой брони, супергеройского костюма и уж тем более — от огромного робота-меха из BattleTech, которым управляет спрятанный в кабине пилот. Несмотря на внешнюю схожесть этих механизмов, у них слишком разное назначение и комплектация: экзоскелет может быть составной частью скафандра или боевого доспеха, но ни защитные, ни боевые функции в его базовый набор не входят. Экзоскелет может принять на себя вес брони, в разы усилить человеческую грузоподъёмность, повысить скорость движений: оператор получает возможность прыгать дальше, бегать быстрее, дольше двигаться без усталости — и легче преодолевать препятствия в том числе напролом. Cиловой доспех космодесантника и костюм Железного человека базируются на одной технологии: на идее спрятанного в металлическом каркасе экзоскелета, который одним своим присутствием обеспечивает оператору улучшение всех его способностей, всех навыков. Это мечта человека стать чем-то большим — и способ достигнуть большего.
С тех самых пор, как в 1959 году вышел «Звёздный десант» Роберта Хайнлайна, поклонники фантастики стали ждать, когда же такая технология появится в реальности. Помимо экзоскелетов, инженеры GE Ральф Мошер и Арт Бьюк разрабатывали пилотируемых роботов-мехов Фото: Museum of Innovation and Science Schenectady Долго ждать не пришлось: первый известный миру экзоскелет, Hardiman, был создан в 1965 году американской компанией General Electric. Он стал совместной разработкой сухопутных вооружённых сил и военно-морского флота. Целью проекта обозначили «расширение человеческих возможностей посредством увеличения грузоподъёмной силы». Модель состояла из внутреннего костюма, закреплённого непосредственно на операторе, и внешнего каркаса, который и принимал на себя вес переносимых объектов. Планировалось, что Hardiman увеличит силу оператора в двадцать пять раз: это означало, что, поднимая груз массой 680 килограммов, человек должен был приложить усилия, необходимые для поднятия всего лишь 27 килограммов. Но до полноценных испытаний дело не дошло: работа механизма оказалась нестабильной, из-за чего оператор рисковал получить травмы.
На разработку Hardiman ушло шесть лет, однако из-за его тяжеловесности экзоскелет весил три четверти тонны и постоянных сбоев системы проект пришлось признать неудачным. Зато он остался в истории как научный прорыв и вдохновил на дальнейшие исследования учёных по всему миру. Уже от скелета Hardiman можно было оставить одну клешню Фото Museum of Innovation and Science Schenectady В разработке экзоскелетов в равной степени заинтересованы военные, представители медицинской сферы, промышленные концерны и пионеры космического производства. Не все современные экзоскелеты представляют собой полноценный роботизированный «костюм» — большинству компаний целесообразнее разрабатывать отдельные каркасы для верхних и нижних конечностей и при необходимости собирать их в единую систему. Экзоскелет REX предназначен для людей с нарушением мобильности: он позволяет пациенту передвигаться без использования рук Фото: REX Bionics Подобные «половинчатые» экзоскелеты, не отягощённые лишними деталями, стоят дешевле и легче находят себе применение в узкоспециализированных областях. В медицине их используют при снижении у пациентов мышечной силы в результате болезни или травмы — или же если необходимо уменьшить нагрузку на позвоночник во время тренировок и в повседневной жизни. Хороший пример можно увидеть во вселенной Marvel: когда Джеймс «Воитель» Роудс был ранен во время событий фильма «Первый мститель: Противостояние» и потерял возможность ходить, Тони Старк сконструировал ему специальный экзоскелет для ног, призванный не только восстановить мобильность друга, но и помочь его дальнейшей реабилитации.
В реальности некоторые модели тоже оснащают подсистемами, которые помогают человеку восстановить утраченные возможности: один из лидеров индустрии, японская компания Сyberdyne, разработала для своего флагманского экзоскелета HAL «вспомогательная гибридная конечность» специальные датчики, которые улавливают нервные сигналы пациента и без дополнительных стимулов преобразуют их в команды мышцам. Предполагается, что подобная обратная связь между человеком и машиной помогает парализованному или ослабленному пациенту быстрее восстановить контроль над собственным телом. В схожей сфере работает новозеландская компания REX Bionics: она разработала экзоскелет, позволяющий пациентам с нарушением подвижности ходить без использования костылей.
Все деньги, конечно же, студенты потратили на разработку новых устройств. Это погрузочный экзоскелет, с помощью которого человек может поднимать тяжести — 48 килограммов на каждую руку. Здесь создатели столкнулись с проблемой разницы в строении экзоскелета и человеческого тела: экзоскелет с весом сразу же падал вниз. Дело в том, что у человека центр тяжести находится в поясе, нужно было компенсировать геометрию "скелета". Потом проблему смогли решить, - рассказывает Леонид. Кстати, экзоскелет, в котором доктор Рипли боролась с Чужим, в реальности бы тоже рухнул вперёд: геометрия скелета нарушена, у него слишком тяжелые руки, и доктор не имела никаких шансов даже просто устоять на месте, а не то чтобы бороться с Чужим. Медицинские экзоскелеты - У отца больные ноги, и я часто бываю в тверских больницах и повидал реальности.
Так вот: реальность такова, что люди с больными ногами вынуждены передвигаться элементарно без костылей. Тем более у них нет денег на экзоскелет. Он стоит 3,5 миллиона. Даже если обычный житель Тверской области все свои квартиры продаст и почку, ему ни за что не купить экзоскелет. Эта реальность поставила нас перед фактом, что доступные экзоскелеты нужны. Технологии должны служить людям, а не люди должны служить, чтобы купить технологии. Свои первые прототипы медицинского экзоскелета Леонид презентовал еще в Институте. На круглом столе изобретателя обещали посадить за незаконную медицинскую деятельность. Медицинский экзоскелет стал третьей моделью, которую изобрёл Леонид. Чтобы снизить вес конструкции, её делали из углепластика.
А углепластик — из подручных материалов прямо в общежитии. Я решил попробовать сделать сам из углеткани и эпоксидки.
История и эволюция экзоскелетов Прародителем экзоскелета можно считать эластипед. Эластипед— устройство, предназначенное для облегчения ходьбы, бега и прыжков предназначался для военного применения. Автором этого изобретения является русский изобретатель Николай Александрович Ягн 1849 — 1905. В конце XIX века он разработал и запатентовал несколько модификаций пассивного экзоскелета «Эластипед». Первая попытка разработки силового экзоскелета была предпринята специалистами компании General Electric в начале 60-х годов 20-го века. Проект под названием «Hardiman» был реализован по заказу министерства обороны США.
В ходе проекта была разработана двупедипуляторная платформа и манипулятор с электрогидравлической трансмиссией, конструкция которой должна была обеспечивать возможность подъёма груза общей массой до 680 кг. Эластипед Н. Ягна, эскиз Существенным недостатком конструкции экзоскелета являлись возникавшие в процессе функционирования вибрации, ставшие причиной неоднократного опрокидывания устройства во время испытаний. Испытаний с привлечением оператора не проводилось. В итоге исследования были сосредоточены на разработке одного из манипуляторов экзоскелета. Несмотря на то, что разработчикам удалось добиться целевого показателя грузоподъёмности в 750 фунтов 340 кг , масса самого устройства составляла почти три четверти тонны, что более чем в два раза превышало массу поднимаемой полезной нагрузки. Справа — прототип экзоскелета «Hardiman» В 1970-х годах югославский ученый Миомир Вукобратович создал прототип экзоскелета с пневматическим приводом, который должен был помочь парализованным людям снова встать на ноги. Российские и европейские ученые впоследствии брали за основу проект Вукобратовича при создании своих технологий.
На «Армии-2021» представлен российский боевой экзоскелет
Участник ПК 11 «Промышленные экзоскелеты» Технического Комитета 320 «Средства Индивидуальной Защиты» стандарта. Собственная производственная база в Курске, сертифицированная по ISO 9001, OHSAS 18001. «По предварительным расчетам, наши экзоскелеты будут стоить как минимум втрое дешевле, чем существующие на рынке аналоги», — сказал руководитель исследовательской группы и магистерской программы «Роботизированные беспилотные системы и эргономика». Леонид Питык, собравший первый в России экзоскелет, рассказывает о том, почему технологии должны быть открытыми. Российский армейский экзоскелет ЭО-01.02 от компании «ГБ Инжиниринг». Фото © РИА Новости / Илья Питалев.
Немного истории
- Немного истории
- 6 применений экзоскелетов сегодня и в ближайшем будущем
- Для реабилитации
- Железные мышцы: уникальный экзоскелет создали в России — 08.12.2022 — В России на РЕН ТВ
- Под экипировкой: как новейшие экзоскелеты могут изменить облик российской армии
Экзоскелеты: быстрее, выше, сильнее
| Сильнее, выше, быстрее. Топ-10 экзоскелетов | Новости. Оснащенные клиники. |
| Под экипировкой: как новейшие экзоскелеты могут изменить облик российской армии | Ведущие страны занимаются разработкой экзоскелетов для включения в перспективные боевые экипировки. |
| Главная - Экзоскелетные технологии «ЭКЗОРАЙЗ» | Китайская компания Dnsys представила новый интеллектуальный экзоскелет X1, разработанный по образу и подобию аналогов от Hypershell. |
Железные мышцы: уникальный медицинский экзоскелет создали в России / РЕН Новости
Модель называется «Экзоатлет-про». Она оснащена встроенной системой нейростимуляции. Техническая новинка работает за счет экзоплаты, четыре привода управляют коленными и тазобедренными суставами, перекат стопы осуществляется с помощью физиологических квадратных пружин.
Экзоскелет для инвалидов Экзоскелет для инвалидов Теперь инновационный бионический экзоскелетный костюм ExoAtlet сможет поднять на ноги и граждан России! ExoAtlet - моторизированный экзоскелетный костюм костюм экзоскелет , обеспечивающий прямохождение людям, страдающим параличом нижних конечностей... Что такое экзоскелет ExoAtlet и какова его цена? ExoAtlet ЭкзоАтлет - моторизированный экзоскелетный костюм костюм экзоскелет , обеспечивающий прямохождение людям, страдающим параличом нижних конечностей.
Экзоскелет ЭкзоАтлет доступен для индивидуального пользования дома, на работе или для других ежедневных задач. Данный экзоскелет предназначен для пициентов: с последствиями инсульта рассеяным склерозом ДЦП Используемый в современной медицине экзоскелет для неходячих предназначен для реабилитации людей с ограниченными физическими возможностями в результате перенесенных травм спинного мозга и неудачных операций на позвоночнике. Медицинские экзоскелеты это большой шаг в медицине и науке. Купить экзоскелет недорого сегодня есть такая возможность! Представляем вам обзор экзоскелета ExoAtlet российского производства. Экзоскелеты могут применяться в рамках программы реабилитации, как в самих реабилитационных центрах, так и в домашних условиях при соответствующем медицинском контроле.
Вниманию реабилитационных центров и медицинских клиник с реабилитационными отделениями!
Специалисты говорят, «натура» для работы над слепком удобная. Свою историю предприятие ведет с военного 1942 года - небольшой протезной мастерской, созданной для помощи фронтовикам и мирным жителям Сталинграда.
Сейчас благодаря сочетанию медицины и производства здесь оказывают комплексную помощь при заболеваниях опорно-двигательного аппарата. Также сопровождаем пациента на всем процессе, - говорит директор Волгоградского филиала ФГУП «Московское протезно-ортопедическое предприятие» Дмитрий Кривомлин. Как только для Юнуса будет готов фиксирующий корсет, за дело возьмутся специалисты медицинской компании, которые при участии волгоградских ученых внедряют инновационные разработки.
Этот экзоскелет, поддерживая руку, обеспечивает невесомость, нейтральную плавучесть. Человек начинает разрабатывать мышцы, ликвидировать проблемы. Должны восстановиться все функции, и он может вернуться в строй, - пояснил директор медицинской компании Евгений Зозуля.
Конечно, Юнусу будет прописан комплекс упражнений, но при использовании экзоскелета в повседневной жизни рука будет в течение дня разрабатываться и сама собой. До изготовления экзопротеза он будет оставаться в Волгограде. С ним - жена и кроха-дочка, дома еще сын, на год постарше.
Юнус внимательно следит за ходом спецоперации. Поставленные задачи там выполняют не только однополчане, но и родные. Постоянно переживаю.
Экзоскелет как трансформер принимает любую форму в зависимости от диагноза пациента. Широкий диапазон реабилитации — безусловный плюс экзоскелета. Единственный минус — цена в пять, а то и шесть миллионов рублей. Такие прототипы, как правило, есть только у современных многопрофильных больниц. Пока одни производители помогают встать на ноги больным, другие хотят протянуть руку помощи здоровым. Гибрид человека и машины, созданный учеными в мастерской, изначально задумывался как измерительное устройство, проще говоря, шагомер. С его помощью ученые будут сравнивать походки здоровых и больных людей. На основании этих данных шаг за шагом выведут формулу идеальной походки.
Вибромоторы добавим, будут препятствовать человеку совершать неправильные действия", — сообщил руководитель проекта Илья Таратонов.
В России начинается выпуск дешевых промышленных экзоскелетов
Источник: Софья Ковалева Разработку продумывали для людей с черепно-мозговыми травмами, с рассеянным склерозом и для пациентов, перенесших инсульт. Модель называется «Экзоатлет-про». Она оснащена встроенной системой нейростимуляции.
Импульсы с мышц считываются датчиками и направляются в процессор, который оценивает уровень нагрузок и приводит в движение необходимые сервоприводы экзоскелета. Таким образом, головной мозг заново обучается управлению мышцами торса, рук и ног. Конструкция обеих модификаций экзоскелата HAL разборная и позволяет использовать их как для одной, так и для обеих конечностей. Вес модели HAL 3 - 10 кг. HAL 5 весит 12 кг. Обе они рассчитаны на пациентов с массой тела до 80 кг. Система питания обеспечивает непрерывную работу устройства на срок от 1 до 1,5 часов. Цена экзоскелетов HAL производителем не указывается, так как они не поступают в продажу, а сдаются в аренду лечебным учреждениям сроком на 5 лет.
Indego Это достаточно новая разработка американской компании Parker Hannifin Corporation, которая появилась на рынке в прошлом году. Indego предназначен для использования при реабилитации и в бытовых условиях. Характерная особенность Indego - модульная конструкция, позволяющая собрать и подогнать все части экзоскелета под конкретного пользователя непосредственно при надевании. Аккумулятор обеспечивает 4 часа непрервыной работы. Экзоскелет Indego позволяет вставать и садиться, идти вперед, стоять на месте и наклоняться вперед. А вот подниматься и опускаться по лестнице с его помощью не получится. Элементы управления Indego и информация о состоянии системы может выводиться на смартфон. Вес Indego - 12 кг. Конструкция рассчитана на пользователей с ростом от 1 м 55 см до 1 м 91 см и массой тела до 113 кг. Цена - от 4,5 млн.
ЭкзоАтлет Это единственная на сегодняшний день отечественная модель экзоскелета, которая производится серийно и уже поступает в лечебные учреждения и реабилитационные центры России. ЭкзоАтлет разработан в инновационном центре «Сколково». ЭкзоАтлет может использоваться как для реабилитации, так и в быту, а также для восстановления пациентов, перенесших инсульт. Его особенностью является возможность вносить изменения в алгоритм по мере использования и приобретения пользователем определенных навыков. ЭкзоАтлет можно подогнать под каждого конкретного пользователя и его индивидуальные предпочтения в эксплуатации экзоскелета. Дополнительная опция - электростимуляция мышц с помощью импульсов, синхронизированных с движениями экзоскелета. Вес конструкции - 20 кг. Цена - от 1,5 млн.
Техническая новинка работает за счет экзоплаты, четыре привода управляют коленными и тазобедренными суставами, перекат стопы осуществляется с помощью физиологических квадратных пружин. Благодаря этому фактически обездвиженные люди могут стоять и ходить. Кроме того, он быстро настраивается под любого пациента, — рассказал инструктор-методист по экзореабилитации Владислав Никулин.
Соответствующие кадры опубликовала пресс-служба госкорпорации «Ростех», предприятия которой занимаются разработкой этих изделий. Сообщается, что при весе 6 кг устройство позволяет переносить боевую экипировку и вооружение массой до 60 кг. Сейчас эти изделия поставляются в инженерные войска и используются в госпиталях для реабилитации пациентов. Российские предприятия также работают над совершенствованием активного экзоскелета. Эксперты поясняют, что внедрение этих устройств в войска заметно увеличит физические возможности солдат на поле боя. Пресс-служба госкорпорации «Ростех» опубликовала кадры испытаний пассивного армейского экзоскелета. На видео боец, экипированный в такое изделие, без труда бежит, передвигается на местности, управляет автомобилем и имитирует ведение боевых действий. Сообщается, что при весе 6 кг экзоскелет позволяет переносить нагрузку до 60 кг. В частности, модификации данного оружия в калибре 7,62... Военнослужащий, экипированный нашим скелетом, может без дополнительных усилий садиться, бегать, ложиться, перекатываться в укрытие и так далее», — сказал Скоков. Его задачи — медленное передвижение, вызов огня на себя и защита других спецназовцев. Вес такого щита может достигать до 45 кг, экзоскелет «Щитовик» позволяет снизить эту нагрузку», — пояснил смысл разработки Скоков. По словам замглавы РТ-ДП РК, российской армии необходимы три типа экзоскелетов: маршевый — для быстрого передвижения во время выполнения боевого задания, инженерный — для решения малоподвижных задач, например свойственных сапёрам, и грузовой — для проведения такелажных работ. Изделия сильно отличаются по характеристикам друг от друга, но, как утверждают специалисты, в перспективе позволят заметно повысить физические возможности военнослужащих и с большой вероятностью станут элементом экипировки нового поколения.
Как стать ближе к роботу: представлен экзоскелет Dnsys X1
Конечно, не в тех нагрузках и масштабах, в которых могут работать люди без особых нужд, но это значительно лучше, чем ничего. Тем более учитывая, что технологии не стоят на месте, и в ближайшем будущем точно будут созданы максимально реалистичные протезы с улучшенными возможностями, с которыми люди перестанут испытывать дискомфорт от потери конечности. И в пир, и в мир На данном этапе развития у экзоскелетов существует только два недостатка. Первый — это их недоработанность. Да, мы уже можем сделать многое, но не меньше остается за пределами возможностей современных технологий. Впрочем, это всего лишь вопрос времени. Второй недостаток, частично вытекающий из первого, — это дороговизна уже существующих приспособлений. Пока производство экзоскелетов требует слишком много ресурсов, увы, они не будут доступны для каждого человека, который в них нуждается. Также невозможно точно сказать, сколько стоит экзоскелет, потому что для каждого отдельного случая он будет разрабатываться специально. Речь здесь ведется, конечно же, о медицинских костюмах и протезах.
Как правило, у оборонной промышленности достаточно средств для того, чтобы оснастить солдат последними технологическими достижениями. Понятно лишь, что и войны, и спокойное мирное время будут протекать совершенно иначе. Вероятно, такое развитие пошатнет естественный природный и политический баланс еще сильнее, чем это происходит сейчас. С другой стороны, это же поможет облегчить жизнь сотням тысяч людей, в очередной раз сравняв их возможности. Поделитесь этим с друзьями! Thomas Zimmardi Постоянный автор HiTecher с 2017 года, журналист. Бакалавр в области управления технологиями State University of New York. Профессионально разбирается в фармацевтической промышленности, а также банковском деле и финансах. Увлечен криптовалютой и ее будущим развитием.
Муж и будущий отец, заинтересованный в лучшем будущем для нашей планеты.
Сначала он учился ходить в «ЭкзоАтлете» в стационаре, затем — амбулаторно, приезжал заниматься в клинике, и до сих пор продолжает это делать. Несмотря на то, что травма была очень давно, в результате ходьбы и миостимуляции он почувствовал свои верхнеберцовые мышцы, то есть к нему начала возвращаться чувствительность.
Это очень впечатляющий результат. Денис — один из наших первых пяти пилотов, самых бесстрашных людей, которых мы знаем. Он уже два года с нами, остался в команде, и, помимо того, что он наш пилот — помогает с бухгалтерией и закупками. Но пока нет четкого понимания, как быстро эта функция будет восстанавливаться.
Многое зависит от тяжести травмы, ее срока давности и особенностей. Но, благодаря ходьбе, люди получают много бонусов — хорошее самочувствие — физическое и психологическое, что в конечно счете продлевает им жизнь. Два года назад, после одной из первых публикаций в СМИ, нам написали порядка 700 человек, которые захотели принять участие в клинических исследованиях. И до сих пор эта волна не угасает.
Сейчас «ЭкзоАтлет» уже сертифицированное медицинское изделие и применяется в рутинной практике в клиниках в разных городах России и в Южной Кореи, так что многие могут пройти курс реабилитации в стационаре. Но мы всегда рады новым пилотам, которые хотят работать с нами в команде и готовы ездить на выставки и конференции, чтобы демонстрировать работу «ЭкзоАтлета» и делиться собственными неподдельными впечатлениями. Стандартные тренировки в клинике в стационаре рассчитаны на час ходьбы, но некоторые ходят и по два, а иногда и по три часа с остановками. Человек может использовать экзоскелет и дома, гулять с собакой в парке.
Главное, чтобы у него был сопровождающий. Потому что вопрос удержания равновесия остается за самим пилотом — экзоскелет дает только двигательную функцию. Всегда есть риск поскользнуться, и в этот момент сзади должен быть тот, кто человека поймает. Первые несколько дней пациент учится держать равновесие внутри брусьев.
Когда он уже чувствует себя комфортно, можно выйти из брусьев на открытое пространство и использовать костыли как дополнительную точку опоры. Поворот происходит за счет поворота плечевого пояса. Можно также шагать на месте, скоро можно будет ходить задом. Это важно для работы в клинике, потому что там много пациентов.
Вообще индустрия аккумуляторов сделала за последнее время большой рывок вперед — на первых прототипах у нас были большие по размерам батарейки, а сейчас они не намного больше смартфона. Да, экзоскелеты тяжелые , «ЭкзоАтлет» весит 20 кг. Но зато эти 20 кг позволяют поднимать из положения сидя человека весом 100 кг без помощи сопровождающего.
Приходится адаптироваться. Эти условия в общем-то и породили целую плеяду разработчиков экзоскелетов в России. Технология сервоприводов, которая в основном используется для современных экзоскелетов, очень дорогая. Японцы и американцы могут себе её позволить, а вот российские разработчики — нет. Первый экзоскелет обошёлся Леониду в 4-5 тысяч рублей. Пневмомускулы работают на сжатом воздухе.
Управление — кнопочное, то есть на руках "скелета" стояли четыре кнопки, которые запускали компрессор или же включали нужный клапан. Так ребята отработали технологию и решили дальше её совершенствовать. Экзоскелет Леонида и его друга понравился Институту, их пригласили на телевидение, показывали со "скелетом" на выставках и даже дали грант "Умник" в 400 000 рублей. Все деньги, конечно же, студенты потратили на разработку новых устройств. Это погрузочный экзоскелет, с помощью которого человек может поднимать тяжести — 48 килограммов на каждую руку. Здесь создатели столкнулись с проблемой разницы в строении экзоскелета и человеческого тела: экзоскелет с весом сразу же падал вниз. Дело в том, что у человека центр тяжести находится в поясе, нужно было компенсировать геометрию "скелета". Потом проблему смогли решить, - рассказывает Леонид. Кстати, экзоскелет, в котором доктор Рипли боролась с Чужим, в реальности бы тоже рухнул вперёд: геометрия скелета нарушена, у него слишком тяжелые руки, и доктор не имела никаких шансов даже просто устоять на месте, а не то чтобы бороться с Чужим.
Медицинские экзоскелеты - У отца больные ноги, и я часто бываю в тверских больницах и повидал реальности. Так вот: реальность такова, что люди с больными ногами вынуждены передвигаться элементарно без костылей. Тем более у них нет денег на экзоскелет. Он стоит 3,5 миллиона.
Посетителей научных конференций уже не удивить протезами конечностей, управляемыми при помощи нервных импульсов. Практическое редактирование генома человека тоже уже не кажется чем-то фантастическим.
Но все эти достижения сторонников трансгуманизма пока еще остаются «штучными». Слишком дорогими, слишком неоднозначными в этическом плане. А бизнес и государства не хотят ждать. Им нужен способ относительно простого и массового повышения возможностей человеческого организма. И тут на помощь приходят экзоскелеты. Рынок экзоскелетов «Википедия» дает нам такое определение экзоскелета: «Устройство, предназначенное для восполнения утраченных функций, увеличения силы мышц человека и расширения амплитуды движений за счёт внешнего каркаса и приводящих частей».
Исходя из этого, первым в мире настоящим экзоскелетом принято считать Hardiman от General Electric, созданный в 60-х годах прошлого века. Он позволял поднять груз массой 110 кг, прилагая усилие, эквивалентное 4,5 кг. Сам Hardiman при этом весил 680 кг, поэтому практического применения так и не нашел. Но время шло, и за следующие 50 лет все изменилось кардинальным образом.
Как стать ближе к роботу: представлен экзоскелет Dnsys X1
В фильмах часто показывают, что экзоскелеты способны сделать из человека настоящего супергероя, который может прыгать на здания, бегать быстрее автомобиля и быть пуленепробиваемым. Экзоскелеты подарили возможность двигаться тысячам пациентов. Сегодня среди них ветераны СВО, которые теперь сами участвуют в разработке конструкции. Усиление) предназначен для разгрузки мышц спины и рук при подъеме, опускании, переносе и удержании грузов массой до 50 кг.
ПРОМЫШЛЕННЫЕ ЭКЗОСКЕЛЕТЫ EXOHEAVER
- Что такое экзоскелет
- Снова на ноги
- На «Армии-2021» представлен российский боевой экзоскелет
- Экзоскелет для рабочих от Ростеха
Инженер в тверской глубинке создает недорогие экзоскелеты, чтобы помочь парализованным людям
В отличие от P-5000, APU являлись боевыми единицами с двумя 30-мм скорострельными пулеметами — по одному на каждой верхней конечности. К слабым сторонам механизмов можно отнести отсутствие защищенного кокпита и необходимость перезаряжать орудия вручную с участием людей. В первом случае решение продиктовано желанием дизайнеров показать персонажей фильма, а не скрывать их за стеклом и металлом. Хотя и сами механизмы не отличались крепостью, так как должны были обладать высокой маневренностью. В нашем топе они оказались благодаря зрелищным кадрам с их участием во время битвы за Сион Зион. Серия костюмов Mark, разработку которых ведет компания Тони Старка Stark Industries, занимающая 16-е место среди 25 крупнейших вымышленных корпораций мира. Особенной популярностью, правда, пользуются те, которые фигурировали в кинофраншизе: красный с золотом костюм примелькался и знаком почти каждому. Многофункциональное устройство не только значительно усиливает возможности человека, но и позволяет ему летать. В качестве источника питания в нем применяются ядерный реактор и репульсоры, которые также встречаются в «Звездных войнах». Это наиболее фантастический экзоскелет из представленных в нашем рейтинге.
Применяемые в нем технологии далеки от воплощения в реальности, и ожидать появления аналогов в обозримом будущем не приходится. В отличие от костюмов Mark от Stark Industries, экзоскелет персонажа Мэтта Дэймона по имени Макс из фантастического фильма «Элизиум: Рай не на Земле» является, вероятно, претендентом на создание «всамделишной» модели. Правда, имеются некоторые нюансы: он подключается непосредственно к организму носителя в том числе к мозгу , превращая человека в подобие киборга. В остальном это отличный образчик того, как с помощью технологий можно избавить людей от недугов и сделать их сильнее и быстрее. По словам экспертов, костюм Макса работает по примерно тем же принципам, что и существующие уже сегодня модели и прототипы. Конечно, он легче, имеет больше степеней свободы, в его случае не стоит проблема с источником питания. Основная преграда — создание эффективного и безопасного интерфейса «человек — компьютер», когда они оба становятся единым целым. Когда-нибудь это станет реальностью. Combat Jacket из фантастического боевика «Грань будущего» с Томом Крузом в главной роли.
Экзоскелет не имеет какого-либо «торгового» названия и представляет собой одну из модификаций стандартной амуниции для солдат будущего. Если придираться, то в настоящем бою костюм майора Уильяма Кейджа окажется не столь эффективным, как хотелось бы. Он может применяться разве что в схватке с легковооруженным противником: броня отсутствует и первая шальная пуля станет последней. Впрочем, далеко не все участвующие сегодня в боевых операциях армии используют бронежилеты или иные средства индивидуальной защиты для своих солдат. Экзоскелет Combat Jacket является примером того, что может появиться у некоторых армий в самом ближайшем будущем.
Они не только перераспределяют нагрузку, но и добавляют сил. Например, совместная разработка корпорации «Ростех» и МГУ для военных. Рядом с коленями установлены моторы, которые помогают бойцу с тяжелым рюкзаком преодолевать неровности и препятствия. А какой из моторов и когда включить, подсказывают сенсоры.
Новых возможностей экзоскелеты дают уже массу — вопрос теперь только в том, чтобы цены на них снижались.
Таким образом, экзоскелет — это носимое надеваемое на человека механическое устройство или программно-мехатронный комплекс с элементами антропоморфных структур, конструктивно предназначенный для преумножения физических возможностей человека путём синхронного дублирования и поддержки двигательной активности последнего. Говоря о преумножении физических способностей, мы подразумеваем не только олимпийское «Быстрее! Экзоскелет призван помочь человеку преодолеть некоторые из его существующих физиологических барьеров, объединив таким образом интеллектуальность, творческое начало, адаптивность и обучаемость работника-человека с силой, выносливостью, и точностью работника-робота. В этом разрезе экзоскелет — тоже своеобразная разновидность коллаборативной робототехники. История и эволюция экзоскелетов Прародителем экзоскелета можно считать эластипед. Эластипед— устройство, предназначенное для облегчения ходьбы, бега и прыжков предназначался для военного применения. Автором этого изобретения является русский изобретатель Николай Александрович Ягн 1849 — 1905. В конце XIX века он разработал и запатентовал несколько модификаций пассивного экзоскелета «Эластипед».
Первая попытка разработки силового экзоскелета была предпринята специалистами компании General Electric в начале 60-х годов 20-го века. Проект под названием «Hardiman» был реализован по заказу министерства обороны США. В ходе проекта была разработана двупедипуляторная платформа и манипулятор с электрогидравлической трансмиссией, конструкция которой должна была обеспечивать возможность подъёма груза общей массой до 680 кг. Эластипед Н. Ягна, эскиз Существенным недостатком конструкции экзоскелета являлись возникавшие в процессе функционирования вибрации, ставшие причиной неоднократного опрокидывания устройства во время испытаний. Испытаний с привлечением оператора не проводилось.
Автор книги «Паровой человек прерий» Эдвард Сильвестр Эллис, разумеется, представил совершенно невообразимую на то время идею, о которой ранее, возможно, никто никогда и не задумывался. Чтобы человек всерьез начал размышлять о создании первого прототипа современного экзоскелета, с момента выхода книги Эллиса должно было пройти еще около 30 лет. Именно 1890-х годах Николай Янг — российский инженер и конструктор, живший в Америке, запатентовал около десятка собственных чертежей и идей своеобразных приспособлений, которым можно было бы дать название «механический экзоскелет», ориентированных на военную сферу применения. Его проекты, будь они реализованы, должны были помогать солдатам ходить, бегать и прыгать с большей скоростью и легкостью. Также можно было бы использовать их для поднятия тяжестей. Впрочем, разработки Янга в области первых костюмов Железного человека так и не увидели свет, а сам инженер скорее известен изобретением автоматического механизма, подающего воду в паровые котлы, — так называемого «Друга кочегара». Однако идею создать экзоскелет будущего, дающий своему хозяину сверхспособности не за счет каких-то магических и мистических свойств, а исключительно силой технологий, ученые и инженеры не забросили. Слишком уж заманчиво она звучала, и особенно в период расцвета технологического бума в середине XX века, который спустя десятилетия подарил нам смартфоны и роботы-пылесосы. Конечно, первые сигналы по-прежнему приходили из области культуры человеку свойственно проверять живучесть своих теории абстрактно. Так, в 1963 году Marvel Comics впервые создала своего «Железного человека», которого сейчас широкая публика знает в первую очередь по фильмам. В тот же год Роберт Хайнлайн, один из известнейших писателей-фантастов, выпустил книгу «Звездный десант», герои которой, проживая в будущем, использовали боевой экзоскелет так же легко, как мы используем обычную одежду. Как работает экзоскелет Спустя всего два года после этих событий разработкой собственного экзоскелета решил заняться Пентагон, проект которого подразумевал создание роботизированного костюма, способного поднимать тяжелые грузы, защищать солдата от пуль, кислоты, радиации и ядовитого газа. Параллельно с ним компания General Electric занималась разработкой похожего, но облегченного костюма 5,5 кг , который бы управлялся человеком изнутри. Понятное дело, первые прототипы были совершенно непрактичными, тяжелыми и не всегда работали. Но исследователей это, конечно, не останавливало, и разработки продолжались. Спустя почти 20 лет, в 1980 году, ученые Лос-Аламосской лаборатории представили доработанные чертежи будущего экзоскелета, но проект, к сожалению, так и остался на бумаге. Он по-прежнему обладал рядом серьезных недостатков и не мог быть реализован: технологий того времени было недостаточно для того, чтобы создать такую сложную конструкцию. Компьютеры были медленными, и обработка команд занимала огромное количество времени; а сами костюмы получались громоздкими, невероятно медленными и нефункциональными. Только в 2000 году военные разработки США начали показывать первые успешные и перспективные результаты. Оборонное агентство DARPA при Пентагоне потратило более 75 миллиардов долларов на производство полноценного экзоскелета, призванного дополнить человеческое тело и повысить его производительность. Принцип работы экзоскелета должен был позволить солдатам без проблем переносить тяжелейшие грузы, крупные орудия и раненых однополчан.