Леонид Питык, собравший первый в России экзоскелет, рассказывает о том, почему технологии должны быть открытыми. О том, что такое экзоскелет, как он работает и чем может быть полезен российским предприятиям, мы поговорили с Виктором Смольским, руководителем отдела по охране труда компании Ingka Centres, и Анатолием Маевским, заместителем коммерческого директора Exorise. С помощью российского экзоскелета можно свободно ходить по дому и даже гулять с собакой в парке. Уникальную возможность предоставили российские изобретатели, они разработали многофункциональный экзоскелет.
Экзоскелеты
Каждый из типов экзоскелета может использоваться самостоятельно или быть частью большой конструкции, состоящей из нескольких элементов. Распространенный пример — пассивный экзоскелет для спины и рук. Такой, например, используют видеооператоры для продолжительной съемки. Источник: tilta. Любые поддерживающие и силовые экзоскелеты могут быть использованы на разных участках производственных предприятий, для различных операций. Экзоскелеты для строительства Зачастую рабочие на строительных площадках вынуждены часами работать с тяжелым инструментом в неудобном положении. Например, держать над головой болгарку или перфоратор.
Чтобы снизить риск получения травмы и облегчить выполнения задачи, экзоскелеты для рук и спины являются незаменимым решением. Экзоскелеты для бега и ходьбы Экзоскелет для бега ходьбы — это вспомогательное устройство, которое изменяет динамику конечностей и суставов пользователя для уменьшения усталости во время естественной ходьбы и бега. Следует отметить, что экзоскелет для бега — это именно вспомогательное устройство, что отличает его от медицинских экзоскелетов, которые помогают восстановлению двигательных функций и координации после травм и заболеваний. Может применяться почтальонами, курьерами, военными. Медицинские экзоскелеты Можно выделить одну общую категорию — медицинские экзоскелеты, внутри которой существует разделение на подкатегории.
Несмотря на то, что идея использования внешнего каркаса для усиления мышечной силы человека и использования такого устройства для реабилитации людей с поражением опорно-двигательного аппарата, лежала на поверхности, воплотить эту идею на практике очень долго не удавалось. Несовершенство технологий, недостаток необходимых материалов, отсутствие мобильных источников питания - все это не позволяло создать экзоскелет, который мог использоваться в практической медицине и повседневной жизни людей с инвалидностью. Реализовать эти наработки ученых и инженеров удалось лишь с наступлением XXI века. В 2008 году японская компания Cyberdyne представила роботизированный костюм HAL, который был предназначен для помощи людям с инвалидностью и парализованным людям.
Робот с анатомической параметризацией Что же представляют собой современные экзоскелеты? Термин «экзоскелет» происходит от греч. Из-за того, что эта конструкция оснащена множеством электронных устройств, экзоскелеты иногда называют носимыми роботами. Если не вдаваться в технические нюансы, то экзоскелет можно описать как внешний каркас, который фиксируется на теле человека и позволяет ему передвигаться за счет увеличения силы мышц и расширения амплитуды движений. В некоторых случаях экзоскелет может полностью взять на себя двигательные функции человека, имитируя естественные движения при ходьбе, вставании из положения сидя и обратно и т. Экзоскелет повторяет биомеханику человеческого тела, пропорционально увеличивая усилия при движениях различных его частей. Эти соответствия между человеческим телом и экзоскелетом называют анатомической параметризацией. Чем точнее и тоньше может быть проведена анатомическая параметризация, проще говоря - подгонка элементов конструкции экзоскелета к телу человека, тем функциональнее и удобнее в использовании он будет. Управление экзоскелетом осуществляется с помощью джойстика, установленных на корпусе или костылях кнопок, посредством беспроводной связи через смартфон, планшет или компьютер.
В зависимости от технических возможностей и программного обеспечения экзоскелет может выполнять команды «встать», «сесть», «идти», «стоять», «повернуться» и т. Конструкторы и разработчики экзоскелетов уже сегодня работают над тем, чтобы принципиально изменить управление экзоскелетом и перейти от заранее заложенных в программу алгоритмов движений к выполнению команд пользователя, подаваемых им силой мысли. Вот только движения будут выполняться не мышцами, а экзоскелетом. Такая возможность появилась с возникновением интерфейсов мозг-компьютер. Разработкой нейроинтерфейсов и их внедрением в конструкцию экзоскелетов сейчас занимаются многие исследовательские центры, в т. В настоящее время медицинские экзоскелеты изготавливаются во многих странах мира, но чаще всего это любительские разработки или прототипы, не попадающие в серийное производство. Давайте рассмотрим наиболее популярные модели современных экзоскелетов. Экзоскелет REX - одна из немногих моделей, которая может использоваться в бытовых условиях. Модель REX P предназначена для реабилитации и использования в домашних условиях.
Можно ее использовать и для передвижения вне дома, но это довольно проблематично из-за значительных габаритов устройства. Рассчитана на пользователей с нарушениями работы опорно-двигательного аппарата, в т. Позволяет идти вперед и назад, повернуться, сесть и встать, стоять на одной ноге, идти по лестнице и по наклонным плоскостям. Высокоемкостной съемный аккумулятор позволяет использовать экзоскелет весь день. Когда пользователь не двигается, заряд батарей не тратится.
Его грузоподъёмность была 110 кг, но Hardiman не принёс серьёзной пользы. Он был слишком большим и тяжёлым 680 кг. С 1980-х — появились перспективные проекты. В 1990-х началось производство в разных странах. Костюмы по-прежнему были неуклюжими, но приближались к тому, чтобы использоваться в жизни. Сейчас большая часть экзоскелетов делается для медицины, армии или промышленности. Экзоскелеты для инвалидов Ekso GT Экзоскелет для реабилитации после инсульта и травм спинного мозга. Ekso GT — это пара роботизированных ног с костылями для ходьбы. Встроенное ПО собирает статистику о том, сколько энергии уходит на каждое движение робота, а какие действия человек выполняет сам. Помогает поднять груз в 5 раз больше, чем может человек. Нужен для реабилитации парализованных. Приводы этого экзокостюма работают от импульсов мускул. REX Скелет для людей с дисфункцией ног. Он помогает ходить, вставать, садиться, подниматься по лестнице, двигаться назад и даже делать «лунную походку». Пользователь управляет им с контрольной панели и джойстика. REX может убрать осложнения, связанные с долгим пребыванием в инвалидном кресле. Phoenix Экзокостюм для свободной ходьбы при параличе ног. Сильно отличается от громоздких моделей прошлого десятилетия по размеру и весу 12 кг. Это возможно из-за использования только двух приводов на бёдрах. Колени поддерживаются в нужном положении за счёт систем натяжения. Масса — 20 кг. Подходит для человека с ростом 157-193 см. Костюм предугадывает действия за счёт датчиков наклона, например, помогает встать с инвалидного кресла, когда пользователь подаётся вперёд и опирается на костыли. ReWalk Бионический экзокостюм для пациентов с параличом ног.
Регулирует угол сгибания тазобедренного и коленного суставов, выбирая наиболее оптимальный. Вес - 21,4 кг. Рассчитан на пациентов с массой тела до 100 кг, ростом о 1 м 60 см до 1 м 90 см и шириной бедер до 42 см. Цена - от 7,5 млн. ReWalk Один самых совершенных и продвинутых экзоскелетов. Производится израильской компанией ReWalk Robitics. В настоящее время выпускается уже шестая модель экзоскелета этой компании - ReWalk Personal 6. Экзоскелеты ReWalk предназначены для реабилитации и использования в повседневной жизни. Оборудован рамой поддержки таза и голеностопными каркасами, имеет сенсоры наклона, оснащен интеллектуальной системой управления и наручным коммуникатором, с помощью которого и осуществляется управление экзоскелетом. Вес экзоскелета ReWalk - 25 кг. Рассчитан на пациентов с массой тела до 80 кг. Батарея может работать без подзарядки 3 часа, время ее зарядки - 5-8 часов. Цена - от 3,5 млн. Обе модификации применяются для реабилитации и восстановления пациентов с поражениями спинного мозга, опорно-двигательной системы, нейромышечными заболеваниями. HAL 3 предназначен для восстановления двигательной функции нижних конечностей, HAL 5 - верхних и нижних конечностей и торса. Отличительной особенностью экзоскелетов HAL является наличие обратной связи между устройством и телом человека. Сервоприводы экзоскелета HAL приводятся в движение импульсами, получаемыми с мышц человека. Эти импульсы улавливаются специальными датчиками, закрепленными на коже пациента. 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.
Курсы валюты:
- Экзоскелет для рабочих от Ростеха
- Экзоскелеты: принцип действия, конструкция, применение
- Мишустину в Норильске показали экзоскелет для рабочих
- 6 применений экзоскелетов сегодня и в ближайшем будущем | InvestFuture
- На ИННОПРОМ показали российский экзоскелет, который поставит инвалидов на ноги
Что такое экзоскелеты?
С помощью российского экзоскелета можно свободно ходить по дому и даже гулять с собакой в парке. Экзоскелет – это устройство, которое используется для снижения нагрузки на опорно-двигательную систему человека и для минимизации рисков получения травм в процессе выполнения человеком сложных физических действий. Алгоритмы управления экзоскелетом в автоматическом режиме воспроизводят максимально естественный для пациента паттерн ходьбы, что существенно ускоряет восстановление двигательной и нервной активности. ЭкзоМех это открытый проект разрабатывающий различные бионические устройства, такие как экзоскелеты, протезы, нейроприводы и другие механизмы, расширяющие, усиливающие или изменяющие возможности человека.
Сильнее, выше, быстрее. Топ-10 экзоскелетов
| На ИННОПРОМ показали российский экзоскелет, который поставит инвалидов на ноги - Новости | В фильмах часто показывают, что экзоскелеты способны сделать из человека настоящего супергероя, который может прыгать на здания, бегать быстрее автомобиля и быть пуленепробиваемым. |
| Что такое экзоскелет и как он работает? | Специалисты спроектировали экзоскелет, который позволяет человеку развивать высокую скорость, прикладывая минимум усилий. |
| В этом году российские военные получат первый серийный армейский экзоскелет - | Мы все иногда мечтаем о суперспособностях, а наши ученые – воплощают мечты! Смотри в новом выпуске о суперкостюме, в котором любой почувствует себя Железны. |
| «Мы даем парализованным людям возможность ходить» | Экзоскелеты подарили возможность двигаться тысячам пациентов. Сегодня среди них ветераны СВО, которые теперь сами участвуют в разработке конструкции. |
| Экзоскелет | это набор металлических шарниров, соединенных подшипниками между собой. Этот экзоскелет, поддерживая руку, обеспечивает невесомость, нейтральную плавучесть. |
Что такое экзоскелеты?
| На «Армии-2021» представлен российский боевой экзоскелет | Новая реальность: как экзоскелеты постепенно станут частью нашей жизни. Экзоскелеты появляются в новостях нечасто и кажутся вещью из будущего – наравне с летающими такси и роботами-андроидами. |
| Экзоскелеты и их применение | Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях. |
Сейчас на главной
- Передовые экзоскелеты: восстановление моторных функций с помощью новейших технологий
- Экзоскелеты гражданского назначения
- Экзоскелеты – доспехи будущего
- Помощь парализованным людям
- ExoAtlet - это экзоскелет для медицинской и социальной реабилитации
В «Ростехе» создали экзоскелет для руки: говорят, в России аналогов нет
Roam Robotics - компания, которая разработала костюм, позволяющий смягчить нагрузку на суставы и облегчить движения по откосам. В настоящий момент этот костюм можно брать в аренду, но он пока недоступен для продажи. Дистанционное управление В 2014 году на выставке в Германии было представлено еще одно важное применение экзоскелетов. Лаборатория ESA продемонстрировала экзоскелет, позволяющий дистанционно управлять роботом.
Вес экзоскелета — всего 10 кг, при этом он имеет возможность управлять роботом на расстоянии 400 км. Робот полностью повторяет движения человека, который надел экзоскелет. Сигналы посылаются с помощью обычной сети мобильной связи.
По мнению разработчиков, эта технология имеет огромный потенциал, так как позволит проникать в те места, куда человеку проникнуть невозможно — как, например, для ликвидации последствий аварии на атомном реактора. Ученые уже давно работали над тем, чтобы можно было отправлять роботов вместо людей в районы аварий и катастроф, однако до сих пор остро стоял вопрос наличия электричества и сетей коммуникации. Новый экзоскелет работает на батареях и передает сигналы по мобильной связи.
Таким образом, он может работать даже в таких районах, где разрушена инфраструктура. Пока робот получает сигналы по мобильной связи, он работает. Важно отметить также и то, что робот передает то, что он «чувствует» оператору, который носит экзоскелет.
Эта сенсорная информация также очень важна, чтобы справиться со сложными ситуациями. Так, например, необходимо по-разному действовать, если нужно сдвинуть камень или вытащить из-под завалов человека. Космос Из предыдущего пункта логически следует возможность применения экзоскелетов в космосе, когда необходимо взять материалы на пробу или попасть в труднодоступные для человека районы.
И для других сфер И сократите уровень производственного травматизма Логистика, производство, строительство, агропромышленный комплекс, добыча ископаемых, сбор и утилизация отходов, лесное хозяйство и другие отрасли, где применяется физический труд. И для других сфер.
Предназначен для работы с грузами весом до 25 кг, и может быть оснащен системой датчиков для интеграции в систему «умный рабочий». ExoHeaver Holdupper — пассивный экзоскелет, имеющий механизм параллельной кинематики, предназначенный для разгрузки верхних конечностей пользователя при работе с тяжелым инструментом или грузом весом до 20 кг. При наклоне туловища или приседании в гидроцилиндрах экзоскелета аккумулируется избыточное давление, которое высвобождается при возвращении тела в исходное положение, создавая в этот момент дополнительное усилие для разгрузки соответствующих мышц. Вес изделия версии V2. Гидроцилиндры рассчитаны минимум на 250 тыс. Температура окружающей среды в процессе эксплуатации должна быть выше нуля. Применяемые экзоскелеты используются для увеличения силы солдат; также, роботизированные опоры для ног способны помочь парализованным людям ходить, могут использоваться работниками атомных электростанций и сотрудниками МЧС в случае стихийных бедствий. Костюмы ActiveLink разработаны таким образом, что пользователи могут закрепить их и начать работать за 30 секунд или меньше. Приведенные в действие экзоскелеты для реабилитации или других медицинских применений часто используют датчики электрической активности мышцы, которые требуют времени для калибровки.
Экзоскелет компании Nuytco Research Ltd[ править править код ] Твёрдый костюм позволяет дайверам погружаться под воду на глубину 1000 футов. Экзоскелет сделан из алюминиевого сплава A536. Вес — от 225 килограмм. Максимальное время погружения — 50 часов. RL Mark VI позволит спускаться с высоты до 62 миль 100 км над земной поверхностью на самом краю космоса и приземляться вертикально с использованием гироскопических ботинок вместо парашюта. Этот костюм повысит безопасность и производительность на пилотируемых космических полетах, обеспечит средства для выхода из возможных катастрофических аварий и расширит возможности космического туризма и научных исследований. Российский экзоскелет эндохирурга[ править править код ] В 2019 году волгоградские врачи Александр Воробьёв и Фёдор Андрющенко представили первый экзоскелет хирурга, призванный облегчить выполнение многочасовых эндоскопических операций путём снижения нагрузки с позвоночника и рук хирурга. В литературе и комиксах[ править править код ] Одно из первых и самых известных [28] изображений боевого экзоскелета в научной фантастике представлено в романе Роберта Хайнлайна « Звёздный десант » 1959. Герои романа применяют бронированные боевые скафандры с интегрированными экзоскелетами, позволяющими бегать, прыгать на большую высоту при помощи встроенных ракетных двигателей, оснащенные разнообразным вооружением и оборудованием.
Образ, созданный Хайнлайном, заложил основу представлений о силовой броне в фантастике и повлиял на многие последующие произведения; он упоминается как источник вдохновения создателей Warhammer, StarCraft и многих других вселенных. Чуть более раннее представление концепции брони с экзоскелетом содержится в романе «Том Свифт и его реактивный морпех» Tom Swift and His Jet Marine из многоавторской серии « Том Свифт », опубликованном в 1954 году.
За 15 минут посещения пациента лечащий специалист получит конкретные цифры, по которым сможет судить, есть ли прогресс в лечении или его стоит поменять, рассказали в Московском политехе. После того как диагностическая функция устройства будет отработана, инженеры займутся его настройкой для коррекции походки. Для этого в конструкцию скелета включены моторы.
Если пациент ходит неправильно, двигатели будут корректировать его движения. В конечном счете задача пользователя будет сводиться к тому, чтобы моторы при ходьбе ему не мешали.
Что такое экзоскелет и как он работает?
это набор металлических шарниров, соединенных подшипниками между собой. Этот экзоскелет, поддерживая руку, обеспечивает невесомость, нейтральную плавучесть. Гидравлический экзоскелет HULC помогает солдатам выдерживать сверхчеловеческие нагрузки, позволяя нести до 90 кг груза по пересеченной местности в течение нескольких часов без перерыва, сохраняя при этом максимальную мобильность. Одним из примеров является экзоскелет – устройство, которое используется для осуществления человеком утраченных функций или для сокращения физических усилий для их производства. Летать словно птицы, а тяжести поднимать не хуже слона! Эти сверхспособности дарят наши ученые. Разработку промышленных экзоскелетов изучил Андрей Негру. По сути, усиливающие экзоскелеты — это аналог DLC в компьютерных играх, дополнение к базовой версии игры. В последние годы экзоскелеты стали широко применяться в медицине и индустрии, предоставляя уникальные возможности для восстановления мобильности и повышения производительности труда [1]. В данной статье рассмотрим применение экзоскелетов.
Как стать ближе к роботу: представлен экзоскелет Dnsys X1
| Экзоскелет для инвалидов | Новости. Оснащенные клиники. |
| В «Ростехе» создали экзоскелет для руки: говорят, в России аналогов нет | Китайская компания Dnsys представила новый интеллектуальный экзоскелет X1, разработанный по образу и подобию аналогов от Hypershell. |
| Встать на ноги: как экзоскелеты заново учат ходить / Новости города / Сайт Москвы | бионический экзоскелет, который позволяет людям с двигательными нарушениями в нижних конечностях достигать вертикального положения и ходить. |
| Студент ИТМО разработал активный экзоскелет, в котором можно без труда поднять до 80 килограммов | В этой статье рассказываем о современных экзоскелетах — что это такое, как они устроены и где применяются. |
В этом году российские военные получат первый серийный армейский экзоскелет
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. Так, в начале 1980-х годов появился экзоскелет для инвалидов из Центрального института травматологии и ортопедии имени Н. Интересно , что известный российский проект ЭкзоАтлет делается учеными, которые как раз изучали проект Вукобратовича в МГУ. Экзоскелет Миомира Вукобратовича Отсутствие компактных и безопасных источников энергии, нехватка эффективных силовых компонентов и средств управления значительно тормозили развитие экзоскелетов. Лишь к середине 2000-х годов идея создания «силового костюма» начала претворятся в жизнь. Агентство финансировало 50 млн долларов различным участникам в рамках пятилетней программы. Источник — Army Technology На текущий момент экзоскелетная тематика становится одним из наиболее динамично развивающихся направлений сервисной робототехники, разработкой собственных экзоскелетных комплексов занимаются десятки научных организаций и промышленных предприятий в ряде стран мира, в том числе США, Япония, Израиль, Германия, Китай, Франция, Новая Зеландия, Норвегия, Великобритания, Южная Корея, Италия и Россия. Почему именно промышленные экзоскелеты?
Анализ мирового опыта позволяет сделать вывод о том, что в настоящий момент существует три ключевых сферы применения экзоскелетных модулей и комплексов на их основе: экзоскелеты военного назначения; реабилитационные экзоскелеты и экзоскелеты для компенсации недостатка подвижности лиц с ограниченными возможностями; экзоскелеты для применения в промышленности. Наибольший интерес на сегодняшний день вызывает именно направление промышленных экзоскелетов, и тому есть несколько причин. Динамика мирового рынка экзоскелетов в период с 2015 по 2017 год с прогнозом на 2018-2020 гг.
В реальности современные учёные предпочитают литий-полимерные аккумуляторы — ничего лучше пока не изобрели. Но при решении старых проблем возникают новые. Создание экзоскелета отягощено разнообразными трудностями — и главная из них заключается в синхронизации подсистем: не так-то просто настроить слаженную работу всех программ, обеспечивающих симбиоз механики с человеческим организмом. Предполагается, что, пройдя необходимое обучение и прочие этапы подготовки, оператор сможет управлять экзоскелетом бессознательно, на уровне рефлексов. Успешный прототип должен чутко реагировать на все импульсы, исполняя команды в точности и без задержек. Калибровка датчиков движения, работа с контроллерами, передача экзоскелету сигналов от нервных окончаний — это словно попытка объединить два мира в третий, не нарушив их целостности и научив гармонично сосуществовать.
В фильме Нила Бломкампа «Элизиум: Рай не на Земле» 2013 проблему синхронизации решали путём прямого подключения экзоскелета к нервной системе человека — для этого нужна была многоступенчатая и болезненная хирургическая операция. Для реального мира такой вариант чересчур радикален — вместо этого повышают чувствительность кожных сенсоров. Модель Phoenix от итальянской компании MES Другая проблема разработки экзоскелетов — высокая себестоимость итогового продукта. На разработку одного прототипа уходит 5—7 лет, а потоковое производство редко достигает масштабов хотя бы тысячи экземпляров. Покупка экзоскелетов остаётся прерогативой крупных компаний, военных и медицинских учреждений — обычному потребителю такая роскошь не по карману. Как правило, операторы оказываются пользователями, но не владельцами своих роботизированных костюмов. Наконец, ещё одна трудность складывается из предыдущих — и усугубляется традицией государственной тайны: из-за того, что прототипов мало и они редко доступны для изучения, разработчикам из разных уголков планеты приходится снова и снова решать одни и те же проблемы. Мало кому удаётся использовать чужие наработки и применять уже полученный научным сообществом опыт. Курируемые военными проекты в большинстве своём засекречены — возможно, даже о первом в мире экзоскелете мир узнал лишь благодаря его абсолютной практической бесполезности.
Но учёные и не думают сдаваться. Помимо применения в военных, космических и медицинских целях, экзоскелеты способны облегчить жизнь представителям самых разных профессий. Например, они пригодятся стоматологам, электрикам, кинооператорам и художникам — то есть всем, кому приходится ежедневно длительное время держать руки на весу. Не говоря уже о спасателях и врачах, от чьей силы и выносливости напрямую зависят человеческие жизни. А в начале 2019 года к ним присоединилась и Toyota, заказав партию экзоскелетов у американской компании Levitate Technologies: эта модель проста в использовании и не ограничивает свободу движений. Систему тросов и пружин используют для облегчения нагрузки при работе с поднятыми над головой руками: активируясь, система работает как противовес, придавая движениям плавность. По словам производителей, у рабочих, опробовавших их модели, стали меньше болеть плечи и спина. Созданием вспомогательных экзоскелетов занялись и в Южной Корее: прототипы предназначены для рабочих на верфи, которым ежедневно приходится поднимать тяжёлые грузы. Спроектированный Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering экзоскелет рассчитан на три часа автономной работы и может поднимать предметы весом до 30 килограммов, позволяя передвигаться в нормальном темпе.
Если раньше экзоскелеты разрабатывали для военных и медиков, то подъём грузов — это уже вполне повседневная задача, а если технологию стараются приспособить к быту — тут уже недалеко и до её применения в индустрии развлечений. Подобное расширение специализации, переход от острой необходимости к применению по желанию и постепенное внедрение экзоскелетов в различные отрасли дают надежду на то, что скоро они распространятся и в повседневной жизни. В усиливающем экзоскелете даже закручивать лампочки станет гораздо интереснее.
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. Картина дня.
Промышленные экзоскелеты предназначены для подъема, переноса и удержания грузов, для выполнения работ, связанных с длительным пребыванием в статичном состоянии.
Промышленные экзоскелеты применяют для профилактики травматизма на производстве. Ожидается, что экзоскелеты повышают производственную эффективность.
6 применений экзоскелетов сегодня и в ближайшем будущем
Только первые два часа непривычно. Лично я буду в нем работать и всем рекомендую попробовать! Если это сделать один раз в течение минуты, то никаких проблем. Но когда это восьмичасовая смена и десяток выпущенных тракторов, то на эту проблематику мы смотрим уже по-другому» Георгий Семененко, Генеральный директор ГК «Кировский завод» «Во-первых, забота о работниках завода, снижение физического воздействия на человека ввиду тяжелых условий труда, а также снижение уровня заболеваний опорно-двигательного аппарата, ведут к росту производительности труда. Во-вторых, производство, идущее в ногу со временем, равно как и применение новизны в операционной деятельности, делают нас конкурентоспособными на рынке. В эпоху развития Индустрии 4. Я пробовал брать с самого поля тяжелое колесо — намного легче.
Плейлист "Экзоскелеты" на Youtube Экзоскелет - это мобильная, носимая, роботизированная, электрифицированная или механизированная структура, разработанная для дополнения физических возможностей пользователя. Это созданный из прочных, но легких материалов каркас, который крепится на теле человека. Термин происходит от греческого "внешний скелет". Экзоскелеты также называют "носимыми роботами".
Этот тип экзоскелета представляет собой рычажно-шарнирное механическое устройство, повторяющее суставы человека. Оно позволяет разгрузить опорно-двигательный аппарат военнослужащего при переноске вооружения, боеприпасов, рюкзаков и различного снаряжения. Такое изделие может быть незаменимым помощником при длительных маршах и штурмовых операциях. Как заявил тогда RT на полях выставки главный конструктор подмосковного предприятия по системе жизнеобеспечения боевой экипировки военнослужащих Олег Фаустов, продемонстрированная разработка даёт возможность переносить дополнительную нагрузку до 50 кг. Если военнослужащему приходится проводить целый день на ногах, то ему, конечно, он понадобится. Например, он однозначно пригодится сапёрам, вес защитного костюма которых достигает порой 80 кг», — пояснил Фаустов. Также по теме «Оружие современного боя»: какие новинки представлены на международном форуме «Армия-2020» В парке «Патриот» в подмосковной Кубинке открылся международный военно-технический форум «Армия-2020». На выставке представлены более... В зависимости от комплектации масса устройства может составлять от 4 до 8 кг. Сообщается, что образец надевается в пределах одной минуты и снимается за 20 секунд. Однако для использования экзоскелета требуется пройти двухнедельный курс тренировок, который позволит военнослужащему привыкнуть к нему. Также изделие не позволяет своему носителю совершать резкие движения и десантироваться. Сильной стороной такого изделия является повышенная полезная нагрузка более 100 кг. Боец практически не испытывает усталости и не теряет манёвренности на поле боя.
В условиях пониженной гравитации Х1 может обеспечить мышечное сопротивление в бёдрах, коленях и лодыжках, имитируя необходимый комплекс общих упражнений. Кроме этого, экзоскелет X1 в режиме реального времени собирает данные о состоянии суставов и мышечной силе пользователя, помогая точнее подобрать необходимую астронавту терапию или корректируя его передвижение в малознакомой среде и оказывая помощь при переноске тяжёлых грузов. Разработка и усовершенствование Х1 активно продолжаются по сей день. Процесс идёт маленькими шагами, но с каждым новым прототипом человечество приближается к цели. Постепенно сдаёт позиции проблема громоздкости: благодаря современным материалам и технологиям, в частности 3D-печати и новым сплавам, детали экзоскелетов стало легче изготавливать, а весят они в итоге меньше. Сложнее всего с источниками энергии. Пока что от их размера напрямую зависит время автономной работы экзоскелета: чем больше батарея в заплечном ранце оператора, тем дольше он сможет двигаться в своём роботизированном костюме. Конструируя броню Железного человека, Тони Старк из вселенной Marvel прежде всего бился именно с проблемой бесперебойного питания — и нашёл решение, применив холодный ядерный синтез. В реальности современные учёные предпочитают литий-полимерные аккумуляторы — ничего лучше пока не изобрели. Но при решении старых проблем возникают новые. Создание экзоскелета отягощено разнообразными трудностями — и главная из них заключается в синхронизации подсистем: не так-то просто настроить слаженную работу всех программ, обеспечивающих симбиоз механики с человеческим организмом. Предполагается, что, пройдя необходимое обучение и прочие этапы подготовки, оператор сможет управлять экзоскелетом бессознательно, на уровне рефлексов. Успешный прототип должен чутко реагировать на все импульсы, исполняя команды в точности и без задержек. Калибровка датчиков движения, работа с контроллерами, передача экзоскелету сигналов от нервных окончаний — это словно попытка объединить два мира в третий, не нарушив их целостности и научив гармонично сосуществовать. В фильме Нила Бломкампа «Элизиум: Рай не на Земле» 2013 проблему синхронизации решали путём прямого подключения экзоскелета к нервной системе человека — для этого нужна была многоступенчатая и болезненная хирургическая операция. Для реального мира такой вариант чересчур радикален — вместо этого повышают чувствительность кожных сенсоров. Модель Phoenix от итальянской компании MES Другая проблема разработки экзоскелетов — высокая себестоимость итогового продукта. На разработку одного прототипа уходит 5—7 лет, а потоковое производство редко достигает масштабов хотя бы тысячи экземпляров. Покупка экзоскелетов остаётся прерогативой крупных компаний, военных и медицинских учреждений — обычному потребителю такая роскошь не по карману. Как правило, операторы оказываются пользователями, но не владельцами своих роботизированных костюмов. Наконец, ещё одна трудность складывается из предыдущих — и усугубляется традицией государственной тайны: из-за того, что прототипов мало и они редко доступны для изучения, разработчикам из разных уголков планеты приходится снова и снова решать одни и те же проблемы. Мало кому удаётся использовать чужие наработки и применять уже полученный научным сообществом опыт. Курируемые военными проекты в большинстве своём засекречены — возможно, даже о первом в мире экзоскелете мир узнал лишь благодаря его абсолютной практической бесполезности. Но учёные и не думают сдаваться. Помимо применения в военных, космических и медицинских целях, экзоскелеты способны облегчить жизнь представителям самых разных профессий. Например, они пригодятся стоматологам, электрикам, кинооператорам и художникам — то есть всем, кому приходится ежедневно длительное время держать руки на весу. Не говоря уже о спасателях и врачах, от чьей силы и выносливости напрямую зависят человеческие жизни. А в начале 2019 года к ним присоединилась и Toyota, заказав партию экзоскелетов у американской компании Levitate Technologies: эта модель проста в использовании и не ограничивает свободу движений.
Передовые экзоскелеты: восстановление моторных функций с помощью новейших технологий
Применение экзоскелета позволяет снизить нагрузку на опорно-двигательный аппарат в среднем на 50%, перенося вес груза через внешний каркас в опорную площадку стопы экзоскелета. Доверенные платформы – Самые лучшие и интересные новости по теме: Россия, армии, экзоскелет на развлекательном портале. Экзоскелет ProEXO разработан для оптимизации процессов на производстве и позволяет выполнять широкий перечень операций, повышая до двух раз производительность труда в компаниях, где используется физический труд. Экзоскелет — это мобильный механизм, который работает при помощи системы электродвигателей, рычагов, гидравлики и других технологических решений. По сути, усиливающие экзоскелеты — это аналог DLC в компьютерных играх, дополнение к базовой версии игры.
Для пациентов с травмой спинного мозга, рассеянным склерозом, последствиями инсульта и ДЦП
- German Bionic — «умные» экзоскелеты из Германии
- В России начинается выпуск дешевых промышленных экзоскелетов - CNews
- Почти Железный Человек: 5 реально существующих экзоскелетов
- Промышленность
- Экзоскелеты: силовые доспехи будущего | Пикабу
Экзоскелеты и их применение
Как правило, экзоскелеты для нижних конечностей производятся именно из металла. Хоть они и имеют вес, равный нескольким десяткам килограмм, пользователь этого не ощущает. Приведение устройства в движение осуществляется при помощи электроники и системы датчиков, регистрирующих электрическую активность мышц. Регулировочный механизм робота-экзоскелета позволяет менять его размер в соответствии с индивидуальными особенностями тела пользователя для повышения комфорта использования. Увеличению доступности экзоскелетов во многом способствует внедрение материалов, повышающих срок их службы — антифрикционных твердосмазочных покрытий. Такие составы уже успешно применяются отечественными компаниями по производству экзоскелетов. Они формируют на деталях экзоскелетов прочный слой, снижающий трение без необходимости обновления. Благодаря этому подвижные детали, которые обычно подвергаются самому интенсивному износу и первыми выходят из строя, функционируют столько же, сколько и остальные компоненты, а иногда и дольше. Например, покрытие MODENGY 1066 наносится на регулировочные пластины экзоскелетов, поверхность которых при перемещении в процессе регулирования размера экзоскелета подвергается сильному трению и износу. Применение материала позволило продлить срок службы пластин.
Проект Вукобратовича лег в основу экзоскелета для людей с инвалидностью, созданного в начале 80-х годов в Центральном институте травматологии и ортопедии имени Н. Несмотря на то, что идея использования внешнего каркаса для усиления мышечной силы человека и использования такого устройства для реабилитации людей с поражением опорно-двигательного аппарата, лежала на поверхности, воплотить эту идею на практике очень долго не удавалось. Несовершенство технологий, недостаток необходимых материалов, отсутствие мобильных источников питания - все это не позволяло создать экзоскелет, который мог использоваться в практической медицине и повседневной жизни людей с инвалидностью. Реализовать эти наработки ученых и инженеров удалось лишь с наступлением XXI века. В 2008 году японская компания Cyberdyne представила роботизированный костюм HAL, который был предназначен для помощи людям с инвалидностью и парализованным людям. Робот с анатомической параметризацией Что же представляют собой современные экзоскелеты? Термин «экзоскелет» происходит от греч. Из-за того, что эта конструкция оснащена множеством электронных устройств, экзоскелеты иногда называют носимыми роботами. Если не вдаваться в технические нюансы, то экзоскелет можно описать как внешний каркас, который фиксируется на теле человека и позволяет ему передвигаться за счет увеличения силы мышц и расширения амплитуды движений. В некоторых случаях экзоскелет может полностью взять на себя двигательные функции человека, имитируя естественные движения при ходьбе, вставании из положения сидя и обратно и т. Экзоскелет повторяет биомеханику человеческого тела, пропорционально увеличивая усилия при движениях различных его частей. Эти соответствия между человеческим телом и экзоскелетом называют анатомической параметризацией. Чем точнее и тоньше может быть проведена анатомическая параметризация, проще говоря - подгонка элементов конструкции экзоскелета к телу человека, тем функциональнее и удобнее в использовании он будет. Управление экзоскелетом осуществляется с помощью джойстика, установленных на корпусе или костылях кнопок, посредством беспроводной связи через смартфон, планшет или компьютер. В зависимости от технических возможностей и программного обеспечения экзоскелет может выполнять команды «встать», «сесть», «идти», «стоять», «повернуться» и т. Конструкторы и разработчики экзоскелетов уже сегодня работают над тем, чтобы принципиально изменить управление экзоскелетом и перейти от заранее заложенных в программу алгоритмов движений к выполнению команд пользователя, подаваемых им силой мысли. Вот только движения будут выполняться не мышцами, а экзоскелетом. Такая возможность появилась с возникновением интерфейсов мозг-компьютер. Разработкой нейроинтерфейсов и их внедрением в конструкцию экзоскелетов сейчас занимаются многие исследовательские центры, в т. В настоящее время медицинские экзоскелеты изготавливаются во многих странах мира, но чаще всего это любительские разработки или прототипы, не попадающие в серийное производство. Давайте рассмотрим наиболее популярные модели современных экзоскелетов. Экзоскелет REX - одна из немногих моделей, которая может использоваться в бытовых условиях. Модель REX P предназначена для реабилитации и использования в домашних условиях. Можно ее использовать и для передвижения вне дома, но это довольно проблематично из-за значительных габаритов устройства. Рассчитана на пользователей с нарушениями работы опорно-двигательного аппарата, в т. Позволяет идти вперед и назад, повернуться, сесть и встать, стоять на одной ноге, идти по лестнице и по наклонным плоскостям. Высокоемкостной съемный аккумулятор позволяет использовать экзоскелет весь день.
Безусловно, сейчас подобные костюмы или протезы стоят слишком дорого, чтобы у даже самых развитых стран была возможность обеспечить ими каждого нуждающегося. И тем не менее уже сейчас медицинские экзоскелеты используют для реабилитации людей, переживших инсульт или инфаркт, из-за которых были временно утрачены определенные двигательные способности организма. Также существуют костюмы для постоянного ношения людьми с ограниченными возможностями и пенсионерами. В медицине принято выделять два вида экзоскелетов: для верхних и для нижних конечностей. Иногда, в зависимости от индивидуального случая, эти два вида могут быть объединены в единый комплекс, что позволяет людям компенсировать утраченные функции практически полностью. Отдельным витком в развитии экзоскелетов являются кибернетические протезы ног и рук, позволяющие людям продолжать ту повседневную и рабочую деятельность, к которой они привыкли. 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!
Такие экзоскелеты позволят качественно улучшить жизнь пользователя, предупреждая развитие болезней опорно-двигательного аппарата, повышая выносливость и даже давая «суперспособности». Индустрия 4. Экзоскелеты предназначены для восполнения утраченных функций человека, а также для увеличения силы мышц и расширения амплитуды движений. Технологи рассчитали, что экзокостюм поможет человеку поднимать груз весом около 110 кг, но в реальных тестах новаторская разработка себя не оправдала. Когда систему приводили в действие, она выполняла хаотичные движения. Прототип экзоскелета профессора Али Сейрега из Университета машиностроения Мэдисона, 1970-е годы Видео: YouTube В последующие годы в разных странах было создано множество более успешных разработок. Их применяют для решения различных задач. Для реабилитации Российская компания ExoAtlet предлагает медицинские экзоскелеты для реабилитации пациентов с травмами ног, заболеваниями опорно-двигательного аппарата или нервной системы, а также после инсультов. Устройства управляются при помощи кнопок, расположенных на костылях, а также от планшета сопровождающего человека и приводятся в движение благодаря сигналам от силомоментных датчиков и электромиограммы — то есть считыванием электрической активности мышц. Алгоритмы устройства и встроенные приводы повторяют естественную ходьбу человека. ExoAtlet весит около 20 кг, однако пациент не ощущает этот вес, поскольку движения автоматизированы и поддерживаются самой системой. Экзоскелет стоит около 4 млн руб. В рамках программы ExoRehabilitation устройства поставили в десятки российских клиник, а также в учреждения Турции, Казахстана и Португалии. С помощью них смогли восстановиться более 8 тыс. Международное подразделение компании уже предлагает версию ExoAtlet II с индивидуальными настройками. Так, она позволяет регулировать движения бедер и выворот стопы при ходьбе.