Что такое экзоскелет? По сути, усиливающие экзоскелеты — это аналог DLC в компьютерных играх, дополнение к базовой версии игры. Подходит такой экзоскелет и для пациентов с ДЦП, когда нужно заставлять работать центральную и периферическую нервную систему в синергии, что нарушено у таких пациентов с рождения.
Помощь парализованным людям
- Волгоградские ученые изготовят экзоскелет для участника спецоперации
- Как стать ближе к роботу: представлен экзоскелет Dnsys X1 / Гаджеты / iXBT Live
- Экзоскелет для рабочих от Ростеха
- Экзоскелеты: как носимые устройства пришли в Россию и чем могут быть полезны работникам
Экзоскелеты, или Чем могут помочь гости из будущего?
Когда мы слышим слово экзоскелет перед глазами неизменно встаёт образ Роберта Дауни Мл., облачённого в пурпурно-золотую броню Железного человека, взмывающего в облака и разбрасывающего врагов человечества направо и налево. Новинка в реабилитации: экзоскелет для инвалида. Как работает экзоскелет и какие возможности он дает человеку. Уже в этом году в российские вооруженные силы начнет поступать первый серийный экзоскелет ЭО-01.02 производства компании «ГБ Инжиниринг». 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. Киберпротезы, нейроинтерфейсы, экзоскелеты: как развиваются технологии, которые помогают людям, что они могут уже сейчас и что ждет нас в будущем.
Реальный помощник или дорогая игрушка: на что способны современные экзоскелеты
Mitsubishi MK-6 Amplified Mobility Platform P-5000 — эдакий работяга, способный увеличивать силу человека в тысячи раз и поднимать груз до четырех тонн. В качестве источника питания применялась водородная батарея, имелось три двигателя для приведения в действие подъемника и нижних конечностей. Даже сегодня такой механизм, придуманный десятилетия назад, в случае его появления стал бы отличным помощником человеку на предприятиях. Да и конструкция его, как и возможности, не выглядит столь уж фантастической. Кстати, помимо P-5000, в «Чужих» во всей франшизе есть еще один пример экзоскелета — это, собственно, сами ксеноморфы на некоторых стадиях своей жизни. Устройства впервые встречаются в фильме «Матрица: Перезагрузка», в действии же их можно наблюдать в «Революции»: обе картины вышли в 2003 году весной и осенью соответственно.
Согласно истории вымышленного мира, всего было выпущено 120 тыс. 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.
Это сочетание обсуждения этичности таких разработок светлейшими умами планеты и хищные, ненасытные стремления научно-технических корпораций перенести человечество в великолепный новый век. Раньше научные разработки, подобные этим, были бы задавлены на корню фанатиками, а теперь, если человек рождается с инвалидностью и невозможностью самостоятельно перемещаться, он все же сможет ходить и жить полной жизнью, что ранее считалось невозможным.
В японском городе Токио построена статуя робота-трансформера Гандама в натуральную величину А теперь пристегнитесь и подготовьтесь к путешествию по самым революционным робототехническим и бионическим достижениям, кардинально изменяющим наш мир. Добро пожаловать в мир, объединяющий людей и машины. HAL Одна из самых полезных разработок в области расширения возможностей человека — это гибридная вспомогательная конечность, сконструированная корпорацией Cyberdyne Inc. Это первая в мире кибернетическая роботизированная система для поддержки и усиления ног человека, позволяющая инвалидам самостоятельно передвигаться. Экзоскелет крепится к нижней части спины и ногам пациента и работает в несколько этапов.
Сначала пациент задумывается о движении, которое хочет совершить, например, о ходьбе. Мозг пациента посылает к мышцам нервные импульсы, необходимые для осуществления движения. Парализованный человек обычно не может корректно принимать эти нервные сигналы в мышцах конечностей, но при подключении HAL такая возможность появляется. Она умеет считывать слабые вторичные биоэлектрические импульсы потенциалы , возникающие при передаче сигналов от мозга к мышцам, с поверхности кожи человека. При обнаружении этих сигналов HAL интерпретирует движение, о котором подумал пациент, и выполняет его, что позволяет человеку двигаться.
Самое интересное в том, что HAL может потенциально помочь парализованным людям двигаться без экзоскелета. Это достигается потому, что при каждом использовании HAL мозг пациента получает позитивную биологическую обратную связь от нижних конечностей о том, что желаемое движение было выполнено успешно. Но пройдет еще немало времени, прежде чем улучшенные версии HAL смогут обучать инвалидов двигаться без посторонней помощи. Выбравшись за пределы комиксов и фильмов, таких как «Бросок кобры», экзоскелеты теперь помогают солдатам в полевых условиях 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. Это достигается путем увеличения возможностей солдата с помощью активных титановых ног и экзоскелета, управляемого компьютером и оборудованного встроенным источником питания.
Этот механизм переносит вес груза на землю, обеспечивая при этом солдата силами для продолжительного, быстрого перемещения в области военных действий. Благодаря усовершенствованной композитной конструкции и специальным материалам, HULC защищает своих пользователей от повреждений опорно-двигательного аппарата, вызываемых переносом тяжелых грузов. В действительности, если учесть, что HULC может также повысить эффективность обмена веществ человека, уменьшить потребление кислорода и снизить вероятность утомления, сложно представить будущее вооруженных столкновений без подобных механизированных воинов. Разве вы не будете поражены, если узнаете, что антиробот весит около 3,5 тонны и возвышается над землей на 4,2 м?
Все механизмы работают без батареек, по принципу тяги.
В экзоскелете пациент может делать такие движения руками, которые раньше ему были не по силам. В результате при благоприятных прогнозах мозг человека запоминает полученные сигналы и спустя время может воспроизвести их уже самостоятельно. Когда он сам себя из болота за волосы вытащил. А фразу одного из известных основателей физики "Дайте мне точку опоры, и я переверну весь мир" помните? Вот принцип точно такой же.
Мы находим точку опоры, переносим ее в определенное место тела человека и при помощи рычагов, пружинок, резинок заставляем вытаскивать его собственную руку из болота". Большая часть работ была посвящена экзоскелетам нижних конечностей. Мы взялись за экзоскелет верхних конечностей и постарались претворить его в жизнь. Это было сложно, но это получилось" — так Александр Воробьев объясняет, почему вместе с коллегами бросил все силы именно на экзоскелет рук. Оба изобретателя уверяют: несмотря на то, что сам по себе термин "экзоскелет" для науки не новый, в настоящее время заменить "Экзар-34" можно, разве что переселив больного в воду или в космос.
Сегодня "Экзар-34" помог уже нескольким сотням пациентов с синдромом верхнего вялого пара-монопареза, который вызывается множеством заболеваний. За "новыми руками" в Волгоград приезжали не только из разных городов России, но и из-за рубежа. Волгоградские ученые говорят, что производственные мощности их центра нужно увеличивать: по их подсчетам, только в одной нашей стране экзоскелет мог бы изменить жизнь около 10 млн человек. Как делают "Экзар-34"? Кто-то может подумать, что в Волгограде изготавливают экзоскелеты на заводе, выпуская их с конвейера по одному в минуту.
Это далеко не так. Это не совсем правильно. В зависимости от потребностей конкретного человека создается конструкция, которая подходит именно ему не только по размеру, но и по функциям", — отмечает Федор Андрющенко. Мне посчастливилось не только побывать на финальной примерке уже готового "Экзара" — я присутствовала при первом знакомстве с разработчиками их нового пациента и даже поучаствовала в изготовлении экзоскелета. Булат зашел в кабинет врачей.
Он только с поезда — приехал за экзоскелетом в Волгоград из Татарстана. Год назад во время участия в спецоперации он получил осколочное ранение в плечо, из-за повреждения нервных окончаний его рука перестала работать.
Физически это нелегко, нагрузка идет не только на руки, но и на спину, на ноги. Преимущество экзоскелета в том, что с ним на спину нет нагрузки, и спина остается прямой. Легче поднимать тяжести. 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.
Встать на ноги: как экзоскелеты заново учат ходить
Ведущие страны занимаются разработкой экзоскелетов для включения в перспективные боевые экипировки. Активный экзоскелет "Легкая рука-А", предназначенный для рабочих, трудящихся на протяжении всей смены с поднятыми над головой руками, создан в России, заявил в интервью РИА Новости гендиректор российского. 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. Новости компании.
Что еще почитать
- Как работают экзоскелеты, какими они бывают и где используются?
- «Мы даем парализованным людям возможность ходить»
- Секретариат и офис-менеджер (Москва):
- В России начинается выпуск дешевых промышленных экзоскелетов
- На ИННОПРОМ показали российский экзоскелет, который поставит инвалидов на ноги
- На «Армии-2021» представлен российский боевой экзоскелет
Студент ИТМО разработал активный экзоскелет, в котором можно без труда поднять до 80 килограммов
Ожидается, что окончательная версия костюма будет принята на вооружение армии США в 2018 году. Данный экзоскелет многократно увеличивает силу человека в нем, а также защищает его от ряда внешних воздействий. Костюм предназначен, в первую очередь, для военных логистов, которым нужно переносить тяжелые грузы. В этом XOS 2, действительно, хорош. Он также позволяет человеку разбивать кирпичные стены и перебивать деревянные брусья. Экзоскелет работает только будучи подключенным к автономному источнику энергии. Но компания Raytheon обещает исправить это в новой версии своего суперкостюма, добавив туда также бронированные вставки для защиты солдата от огнестрельного оружия. Hybrid Assistive Limb Пока одни организации работают над созданием экзоскелетов для военных нужд, чтобы создать идеальных солдат для убийства врагов, другие разрабатывают костюмы, которые позволяют больным и пострадавшим во время боевых действий людям вести полноценную жизнь.
Медицинский экзоскелет Hybrid Assistive Limb К примеру, экзоскелет Hybrid Assistive Limb создан специально для реабилитации людей с проблемами опорно-двигательного аппарата. Он позволяет им вернуться к полноценной активной жизни. И те, кто еще недавно не мог встать с инвалидного кресла, теперь смогут если не бегать со скоростью олимпийского чемпиона, то, по крайней мере, снова ходить и даже подниматься по лестницам.
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. 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.
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.
Экзоскелеты для работы и промышленности могут использоваться на строительных площадках, в сухих доках, на фабриках, складах и даже в хирургических кабинетах. Внедрение таких устройств обеспечивает решение трёх важнейших бизнес-задач: a повышение производительности труда и снижение трудоёмкости выполнения производственных операций, выполняемых вручную; b сокращение объёма социальных и компенсационных выплат, связанных с возникновением производственных травм и профессиональных заболеваний работников производственных подразделений; c обеспечение дополнительной мотивации сотрудников, достигаемой за счёт создания более комфортных условий труда. Специалистам на производстве постоянно приходится прибегать к использованию ручного труда, в результате чего они подвергаются воздействию вредных факторов, которые увеличивают вероятность получения травм, в первую очередь развитие различного рода скелетно-мышечных нарушений, которые остаются в числе наиболее распространенных профессиональных заболеваний в Европейском союзе. Это в свою очередь ведёт к росту затрат на содержание работников в периоды их нетрудоспособности и снижению производительности труда на предприятии в целом.
Положительные изменения отмечаются в психологическом статусе пациентов, в частности, уменьшением степени выраженной депрессии. Эти выводы сделаны на основании результатов четырнадцатидневных курсов реабилитации пациентов с ТБСМ. Производство экзоскелетов Производство экзоскелетов в России и в Мире - это большой шаг на встречу будущим технологиям, которые помогают и облегчают жизнь людям, которым это необходимо.
Появляются все больше медицинских учреждений, которые оснащенны современным реабилитационным оборудованием высшего класса, которые внедряют в нашу жизнь новые медицинские технологий и воплощают их в реальность. Тренировки в экзоскелетах являются ключевым трендом в реабилитации пациентов с локомоторными нарушениями во всем Мире. Результаты - феноменальные! Экзоскелет для инвалидов и его возможности: Самостоятельная ходьба. Не требует костылей или иных средств для стабилизации, оставляя при этом руки свободными. Современный экзоскелет поможет даже людям с полным повреждением спинного мозга. Благодаря отсутствию необходимости использовать костыли, исключается риск возможных травм и растяжений в плечевом суставе.
Им очень легко управлять — все функции активируются при помощи джойстика.
Экзоскелет — фантастическое прошлое и реалистичное будущее современного человека
Экзоскелет снижает нагрузку на опорно-двигательный аппарат в два раза, позволяет нести до 60 килограммов груза и может адаптироваться под особенности бойца. Применение экзоскелета позволяет снизить нагрузку на опорно-двигательный аппарат в среднем на 50%, перенося вес груза через внешний каркас в опорную площадку стопы экзоскелета. Экзоскелет для инвалидов пассивного типа, для реабилитации остаточных двигательных функций в ногах в Москве Доступные цены +7 (495) 104-30-18. Экзоскелет — это технологический механизм, предназначенный для восполнения утраченных функций человека, а также для усиления его мышечных способностей.
Экзоскелеты: принцип действия, конструкция, применение
Например, если какая-то гайка не закручена, ты тут же это ощутишь. Или только потом рассказал, что у тебя есть свой экзоскелет в шкафу? В ИТМО проект заметили и пригласили меня, в итоге это и определило мой выбор. Поэтому я начал проектировать новый вариант, освоил 3D-моделирование. У следующего прототипа уже можно было менять размер, подгонять его под определенного человека, были добавлены дополнительные оси вращения в спине, тазовой части, плечах. Костюм уже не сковывал человека, но по-прежнему был тяжелым из-за использования стального каркаса.
Третий вариант весил под 100 килограммов. За счет уменьшения габаритов и использования композитов мне удалось снизить вес почти наполовину. NEWS — Из чего сейчас состоит конструкция? Держатели и закрывающие элементы выполнены из латуни, АБС-пластика и стеклопластика. Раньше все формы печатались на 3D-принтере, затем сверху вручную наматывался углепластик и все это обрабатывалось бурмашиной.
Новую модель мы планируем сделать с помощью литья. Создадим силиконовую форму, а в нее зальем двухкомпонентный пластик, армированный углеволокном. Что ощущаешь, поднимая, например, 20-литровую канистру с водой? Именно по ним вычисляется скорость и направление движения привода. Костюм не оказывает никакого сопротивления, он двигает приводы в ту же сторону, откуда идет сигнал от датчиков.
Сигнал обрабатывается и открывает-закрывает клапаны, идущие к приводам экзокостюма. Затем, когда человек берет груз, изменяется вектор движения.
Система весит около 23,3 кг и работает от аккумулятора, который находится в рюкзаке. Модель управляется при помощи дистанционного пульта, который надевается на запястье и распознает движения пользователя с помощью датчиков. Источник: YouTube канал: ReWalk Robotics Пассивные Пассивные модели работают преимущественно за счет использования рычагов и противовеса и не предполагают наличие приводов. Они просто перераспределяют нагрузку на разные части тела и работают без всякой электроники.
Экзокостюмы В попытке еще больше уменьшить ограничения, которые могут быть вызваны размером, весом и большой жесткостью устройства, в последние пару лет появилась концепция экзокостюмов. Эти легкие роботизированные механизмы изготавливаются в основном из текстиля и могут носиться как одежда. Они обеспечивают поддержку с помощью приводных тросов, встроенных в текстиль, или легких пневматических приводов, расположенных на суставах. Как выглядит экзоскелет? Активный экзоскелет представляет собой подвижный каркас из углепластика или других прочных, но легких материалов, который приводится в движение сервоприводами с помощью пневматики или гидравлики. В наиболее подвижных частях конструкции устанавливаются резистивные ЭМГ-датчики или датчики мышечной активности.
Источник: YouTube канал: ReaMed - Progress To Medicine Когда пилот костюма сгибает какой-либо сустав, датчики считывают телеметрические данные и передают их в виде электрического сигнала на микроконтроллер. На основе анализа этих данных компьютер формирует сигнал управления и мгновенно приводит в действие силовые поршни сервоприводов. Где применяются экзоскелеты уже сейчас Для реабилитации Разработки нейробиологов для реабилитационной медицины позволили сделать огромный шаг в области производства экзоскелетов для людей с ограниченными возможностями. За последнее десятилетие было разработано несколько видов медицинских устройств, предназначенных для восстановления утраченных функций конечностей после травм и ускоренной реабилитации пациентов после операций. Источник: Wikipedia В России одна из самых известных компаний, работающих в этом направлении, — ЭкзоАтлет. Разработка компании предназначена для вертикализации и ходьбы пациента с нарушениями локомоторных функций нижней части тела.
Устройство крепится к телу человека и формирует естественный паттерн ходьбы, позволяя снизить нагрузку на травмированные конечности. Спустя время мозг пациента формирует определенную модель движения и начинает воспроизводить ее уже самостоятельно. Механизмы для поднятия тяжестей также могут быть пассивными и активными. Пассивные механизмы обеспечивают плавность движений и снимают нагрузку с опорно-двигательного аппарата рабочих, а активные, за счет приводящих моторов, могут увеличивать силу оператора до 20 раз, то есть берут на себя большую часть физических нагрузок. В обоих случаях эти устройства являются своего рода «броней» для укрепления скелета и мышц человека. Для промышленности и ЧС Промышленные экзоскелеты позволяют увеличить время непрерывного выполнения операций за счет снятия основной нагрузки с определенной группы мышц.
Это, в свою очередь, позволяет ускорить все логистические процессы, а также повысить общую безопасность на производстве. Промышленные устройства бывают разных видов и могут усиливать разные группы мышц. Одни модели призваны помочь работникам, которые проводят много времени с высокоподнятыми руками, другие — помогают нивелировать вес используемых инструментов, третьи — поддерживают мышцы спины в трудных положениях.
Модель Hardiman не отличалась изящным внешним видом: это был массивный и тяжелый механизм, способный поднимать огромный вес. Технические сложности не позволили развить проект, который был закрыт еще до испытаний с участием человека: отдельные компоненты работали, а вот в виде собранного экзоскелета он представлял угрозу для испытателя. Идея создания подобных устройств продолжала будоражить умы ученых и инженеров, но долгое время ничего путного и практичного они выпустить не могли. Наиболее интересные экземпляры до последнего времени можно было наблюдать лишь в фантастических фильмах. В первую часть нашего топа экзоскелетов и экзокостюмов включены именно они. Фантастика, да и только 1. Caterpillar P-5000 Power Loader из фильма «Чужие» 1986 года.
Он задумывался как механизм с четырьмя конечностями, однако после выхода картины «Звездные войны: Эпизод 5 — Империя наносит ответный удар» Джеймс Кэмерон посчитал его слишком похожим на шагающих AT-AT. Mitsubishi MK-6 Amplified Mobility Platform P-5000 — эдакий работяга, способный увеличивать силу человека в тысячи раз и поднимать груз до четырех тонн. В качестве источника питания применялась водородная батарея, имелось три двигателя для приведения в действие подъемника и нижних конечностей. Даже сегодня такой механизм, придуманный десятилетия назад, в случае его появления стал бы отличным помощником человеку на предприятиях. Да и конструкция его, как и возможности, не выглядит столь уж фантастической. Кстати, помимо P-5000, в «Чужих» во всей франшизе есть еще один пример экзоскелета — это, собственно, сами ксеноморфы на некоторых стадиях своей жизни. Устройства впервые встречаются в фильме «Матрица: Перезагрузка», в действии же их можно наблюдать в «Революции»: обе картины вышли в 2003 году весной и осенью соответственно. Согласно истории вымышленного мира, всего было выпущено 120 тыс. 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».
Экзоскелет весит 24 килограмма не учитывая элементы питания и позволяет солдату без особых усилий переносить груз до 91 килограмма, двигаясь по пересечённой местности со скоростью от 11 до 16 километров в час.
В зависимости от задания в экзоскелет можно встроить дополнительные датчики, систему отопления или охлаждения, добавить защиту. Модель не только позволяла с лёгкостью переносить грузы, но и прибавляла оператору выносливости, не снижая ловкости: в экзоскелете можно было ползти и глубоко приседать. TALOS Весной 2018 года, после многих лет разработок, китайская компания Norinco тоже представила свой новый прототип, разработанный для военных нужд: эта модель позволяет пехотинцу переносить на себе до 45 килограммов, развивая при этом скорость до четырёх километров в час. Но ближе всего к стереотипной фантастической броне подобрался американский TALOS «тактический лёгкий штурмовой костюм» , первый концепт которого представили публике ещё в 2013 году. В отличие от других своих собратьев, TALOS разрабатывался для отрядов специального назначения и учитывал специфику их службы: прототипы не только усиливали физическую мощь, но и обладали пуленепробиваемой внешней оболочкой, чем поднимали идею средневековых доспехов на качественно новый уровень. Встроенные в TALOS датчики должны были отслеживать состояние здоровья оператора, приборы ночного видения — увеличивать его обзор, упрощая процесс сбора необходимой информации. В мае 2018-го было объявлено, что пилотируемые испытания начнутся весной следующего года. Но в феврале 2019-го информацию опровергли: разработчики не смогли совладать с трудностями взаимодействия подсистем.
Представитель Командования специальных операций США признал, что прототип в настоящее время не готов для работы в обстановке ближнего боя. Новая модель «Ратника» — уже как будто из кино! Фото: Юрий Пашолок А что же Россия? Сообщается, что в данный момент ведётся разработка экзоскелета для третьего поколения боевой экипировки «Ратник»: кроме увеличения силы и выносливости оператора, новый прототип будет включать в себя подсистемы жизнеобеспечения, управления и связи, защиты и энергосбережения. Предположительно, боевой костюм будет готов к эксплуатации в 2022 году. На Земле он может применяться как вспомогательное устройство для ходьбы, в космосе — будет универсальным тренажёром, поддерживающим здоровье экипажа во время исследовательских миссий. Экзоскелет весит 26 килограммов а в условиях невесомости — нисколько , крепится на ноги и фиксируется ремнями безопасности на спине и плечах. Если встроить Х1 в скафандр, он значительно облегчит астронавтам выход в открытый космос и спуск на поверхность далёких планет.
Но главная особенность Х1 заключается в широком диапазоне его настроек: если другие экзоскелеты создаются для облегчения человеческой жизни, то Х1 при необходимости может её усложнить, заставив оператора прилагать дополнительные усилия при совершении элементарных действий. 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.
Экзоскелеты: принцип действия, конструкция, применение
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. Пока немного, но перспективы роста впечатляют. Интересно отметить, что заметная доля выпускаемых сегодня экзоскелетов приходится на Россию. Ярослав Кабаков оценивает ее в 400-600 единиц в год. Сюда входят изделия как промышленного, так и медицинского назначения.
Кто же диктует моду в этом перспективном секторе? Кто уже использует «киборгов» Несмотря на то, что в последние годы рынок пополнили десятки новых игроков, традиционно высокую активность на нем проявляют производители автомобилей. Им необходимо решить проблему быстрой утомляемости работников сборочного производства, которая становится все более актуальной в свете увеличения среднего возраста сотрудников. В сентябре 2019 года компания Hyundai представила общественности пассивный поддерживающий экзоскелет Vest Exoskeleton VEX , предназначенный для снижения утомляемости работников сборочных линий. Компания Ford сделала ставку на стороннее решение, еще в 2018 году начав внедрение пассивного экзоскелета EksoVests от Ekso Bionics сразу на 15 своих заводах.
Отзывы поступают наилучшие.
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. Это, как и в случае с моделями для производства, пассивные и активные устройства, а также на портативные вспомогательные и стационарные лечебные тренажеры. Портативные экзоскелеты выполняют роль протезирующую искусственного восстановления утраченных функций, выполнения их вспомогательным устройством , а стационарные — реабилитирующую восстановления естественных возможностей самого организма.
Фото: hocoma. Фото: robogeek. Бедренные и коленные суставы сгибаются и разгибаются двумя электродвигателями на каждую ногу.
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.
За полчаса к нему привыкаешь и уже не чувствуешь его на себе. Буду носить!
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!
Экзоскелет: от фантастики к реальности
Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях. Разработка так называемых экзоскелетов движется в двух основных направлениях: создание силовых ассистентов для людей с полноценными моторными функциями и реабилитация пациентов с различными нарушениями опорно-двигательного аппарата. С экзоскелетом больной получает возможность вставать, садиться, ходить, подниматься и спускаться по лестницам без посторонней помощи. В Волгограде работает известный на всю страну инновационный центр, где ученые создают экзоскелеты для адаптации или полного восстановления утраченных двигательных функций. Киберпротезы, нейроинтерфейсы, экзоскелеты: как развиваются технологии, которые помогают людям, что они могут уже сейчас и что ждет нас в будущем. Подходит такой экзоскелет и для пациентов с ДЦП, когда нужно заставлять работать центральную и периферическую нервную систему в синергии, что нарушено у таких пациентов с рождения.
Промышленность
- Экзоскелет: что это такое и где их используют
- Экзоскелеты EXORISE
- Первые экзоскелеты
- German Bionic — «умные» экзоскелеты из Германии
Мишустину в Норильске показали экзоскелет для рабочих
Отечественные разработки с успехом заменяют импортные аналоги. Кроме того, Госкорпорация участвует в реализации комплексных инфраструктурных проектов, которые делают медицину более доступной для жителей различных регионов России», — сказал заместитель генерального директора Ростеха Александр Назаров. Пока в «Ростехе» не рассказали об особенностях отечественного экзоскелета, как и не поделились информацией о стоимости новинки.
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.
Незаменим такой экзоскелет окажется после тяжёлых травм или в постинсультный период. Отечественные разработки с успехом заменяют импортные аналоги. Кроме того, Госкорпорация участвует в реализации комплексных инфраструктурных проектов, которые делают медицину более доступной для жителей различных регионов России», — сказал заместитель генерального директора Ростеха Александр Назаров.
Его можно легко адаптировать под конкретные нужды каждого пациента, чтобы помочь с ходьбой или, например, движением рук. Но и это не все. Конструкция способна, например, уберечь от будущих заболеваний и стать незаменимым помощником на производстве. Корреспондент "Известий" Кирилл Ольков узнал, каким образом. Поделиться Уникальный экзоскелет для реабилитации создали в России Уникальный экзоскелет для реабилитации создали в России Для начала разминка - ходьба на месте, обязательно с правой ноги. Так инструктору проще добиться контакта с пациентом. Стальные механические мышцы послушно сгибаются и дают сигнал, что можно идти. Каждый шаг робота полностью копирует движения здорового человека. Экзоскелет управляется с помощью смартфона, он же пульт-зарядное устройство из двух батарей.