Одним из примеров является экзоскелет – устройство, которое используется для осуществления человеком утраченных функций или для сокращения физических усилий для их производства. это набор металлических шарниров, соединенных подшипниками между собой. Этот экзоскелет, поддерживая руку, обеспечивает невесомость, нейтральную плавучесть.
Экзоскелеты – доспехи будущего
| Встать на ноги: как экзоскелеты заново учат ходить | Усиление) предназначен для разгрузки мышц спины и рук при подъеме, опускании, переносе и удержании грузов массой до 50 кг. |
| Экзоскелеты | В Волгограде работает известный на всю страну инновационный центр, где ученые создают экзоскелеты для адаптации или полного восстановления утраченных двигательных функций. |
Почти робокопы. Как экзоскелеты помогают в реабилитации инвалидов
Новости компании. Что экзоскелет — это не костюм из будущего, а уже необходимость для любого промышленного предприятия. Экзоскелет – это удобный механизм, который может быть применим в самых разных областях. Новости. Оснащенные клиники. Летать словно птицы, а тяжести поднимать не хуже слона! Эти сверхспособности дарят наши ученые. Разработку промышленных экзоскелетов изучил Андрей Негру. В 2020 году, по данным Международной федерации робототехники (IFR), рынок экзоскелетов составлял 11,2 тыс. штук ($100,5 млн), в 2023-м ожидается его прирост до 20 тыс. ($272 млн).
Экзоскелеты: принцип действия, конструкция, применение
В 2020 году у компании Ingka Centres был небольшой опыт пользования экзоскелетами — для тестирования была закуплена ограниченная партия сертифицированных на территории России устройств. На тот момент это были механические носимые скелеты с ремнями и без «умных» технологий и использования ИИ. Они помогали работнику соблюдать правильное положение спины при подъеме грузов, искусственно выравнивая тело в правильное положение и снижая нагрузку со спины. Добровольцы в течение нескольких недель использовали экзоскелеты в работе — кто-то остался доволен, кому-то они показались неудобными. При работе в нестандартных положениях тела экзоскелеты порой даже мешали: не позволяли дотянуться до предметов на складе, из-за чего приходилось их отстегивать и выполнять работу без носимых на теле устройств. Про высокую стоимость экзоскелетов и отсутствие конкуренции на российском рынке В настоящее время немногие российские компании повсеместно используют экзоскелеты на своих производственных площадках и складских помещениях.
Когда мы пару лет назад покупали подобные силовые костюмы, за каждый отдали около 80 000 рублей — это достаточно высокая стоимость, хотя это был стандартный силовой костюм с ремнями, без «умных» технологий, без датчиков, без аналитической системы. Важно понимать, что не каждая компания готова выделить такие деньги. На российском рынке еще не развита полноценная конкуренция, поскольку экзоскелет можно применять в работе только при наличии сертификата, действующего на территории России, но процесс сертификации не такой быстрый и дешевый, как хотелось бы участникам рынка. Средства индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата. Экзоскелеты промышленные.
Термины и определения». Соответственно, будет упрощен порядок внедрения носимых СИЗ на отечественные производства. Кроме того, высокая стоимость экзоскелетов препятствует их широкому распространению. В ряде стран уже функционируют полностью автоматизированные склады, но в наших реалиях это экономически невыгодно для большинства отраслей и компаний. Бизнес готов вкладывать деньги туда, что приносит явную и быструю прибыль.
Например, если бы один работник в экзоскелете выполнял работу 3-х без экзоскелетов, и при этом носимое устройство стоило адекватных денег, то распространение было бы более быстрым и повсеместным. Перспективы дальнейшего внедрения на отечественный рынок У экзоскелетов, безусловно, есть перспективы развития на российском рынке. 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.
Это дешевле и быстрее, чем закупать и настраивать, обслуживать дорогостоящую промышленную робототехнику, и эффективнее, чем использовать существующие средства механизации и индивидуальной защиты. По нашим оценкам, отечественный рынок промышленных экзоскелетов в ближайшее время может составить до 12 млрд руб. Разработчики планируют освоить пятую часть этого рынка», — приводит слова заместителя генерального директора по специальным проектам компании «Ростех — Доверенные платформы Робототехнические Комплексы» Максима Скокова агентство ТАСС. Стоимость комплекса начинается от 30 тыс. ProEXO особенно актуален в случаях, когда требуется выполнить большой объем тяжелой работы, а также поможет избежать перегрузок и травм.
Устройство получило название «Myoshirt», оно моделирует работу сухожилий и принимает на себя часть нагрузки при выполнении… 2 Роботы Японский экзоскелет Skeletonics Fighter позволит проводить боксерские поединки киборгов Компания Skeletonics из Японии представила новую модель экзоскелета собственной разработки под названием «Fighter». Как следует из описания, в ней реализована наиболее совершенная на сегодня система синхронизации движений оператора и роботизированной части. Настолько, что в теории позволит человеку вести бой на ринге,… 1 Техника В настоящее время уже существует несколько разновидностей экзоскелетов — для лиц определенных профессий военных, строителей и работников складов и для обычных пользователей. Компания Enhanced Robotics Гонконг предлагает новую, спортивную версию экзоскелета — Sportsmate 5. Они испытали прототип «сапог-скороходов», которые не улучшают физические возможности человека, но позволяют ему вернуть утерянную из-за недугов скорость перемещения. Разработанная компанией Furrion Exo-Bionics модель представляет собой четвероногую машину весом более 4 тонн, способную поднимать автомобиль, взбираться на валуны и бегать по снегу. Однако, конечная… 0 Роботы Нередко на процесс реабилитации людей, перенесших инсульт, уходят многие месяцы и даже годы. Эту ситуацию призван изменить роботизированный экзоскелет верхней части тела SHR, разработанный компанией Harmony Bionics Техас. Сделать массаж или поднять над головой штангу с ее помощью пока не получится, а вот пробить стену кувалдой или аккуратно собрать яблоки с дерева — без проблем. Система… 28 Гаджеты Инженер-механик Дэвид Браун из Университета Вандербильта США разработал концепцию устройства, которое устраняет главное преимущество велосипедистов перед бегунами.
Устройство позволяет человеку выполнять сложные технологические операции быстрее, при этом затрачивать меньше усилий. Приведем простой пример: обычно установкой на трубопровод задвижки весом 52 кг на высоте 1,2 — 1,3 метра занимаются три человека. Выполнение данной операции занимает у них 3 мин 24 с. Один работник в экзоскелете способен сделать ту же работу за 3 мин 48 сек почти то же время. Следовательно, остальные два человека в этот момент могут выполнять другую работу. Это наглядно показывает, что использование экзоскелетов помогает высвобождать человеческие ресурсы, повышать эффективность и производительность работников. Снижение количества травм на производстве. Неожиданная судорога, усталость — все это может привести к тому, что работник уронит тяжелый предмет и получит травму. Экзоскелет помогает избежать подобных ситуаций. Снижение риска возникновения профессиональных заболеваний. Из-за постоянных физических нагрузок на производстве в том числе переноса тяжелых предметов, постоянной работы с поднятыми руками и т. Благодаря экзоскелету уровень нагрузки на тело человека при выполнении указанных манипуляций значительно снижается, что позволяет свести к минимуму вероятность возникновения профессиональных заболеваний. Немного статистики «Несмотря на стремительную автоматизацию производства, ручной труд в промышленности все еще играет огромную роль. Согласно данным Росстата, сейчас в России на тяжелых физических операциях задействовано около 5 миллионов человек. При этом вредные или опасные условия труда наносят колоссальный ущерб как здоровью людей, так и бизнесу: по данным ВНИИ Труда, только в 2018 году компании выплатили сотрудникам в качестве компенсации более 116 миллиардов рублей. Вместе с издержками из-за потерь рабочего времени, выплат по страховым случаям и досрочным пенсиям годовой ущерб экономике достиг 1,67 триллионов рублей». Все приведенные выше факты подтверждают важность данных устройств на современных предприятиях. Становится понятно, что давно назрела необходимость их повсеместного ввода в эксплуатацию на производствах для облегчения тяжелого труда людей, уменьшения количества травм и повышения эффективности работы как всего производства, так и отдельных сотрудников. Виды экзоскелетов Если говорить о видах промышленных экзоскелетов, то лучшим вариантом является их классификация по принципу работы. Исходя из нее, можно выделить: Экзоскелеты с автономным источником питания, или активные. Это механизмы, использующие электрический кабель подключения для запуска датчиков и активаторов. Статические экзоскелеты. Это механизмы, которые имеют статичный каркас, к которому подключено основное устройство, которое использует человек, и кабели питания. Такие экзоскелеты используются в медицине для восстановления опорно-двигательного аппарата. Динамические экзоскелеты. Механизм действует по принципу автономного экзоскелета, с тем отличием, что его энергоснабжение организовано через кабель, который крепится на стационарной раме или рельсе, это территориально ограничивает область его применения в то время, когда он подключен к питанию.
Встать на ноги: как экзоскелеты заново учат ходить
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. Несколько вариантов экзоскелетов разрабатывают для российской армии Наука Оружие 28 сентября в 12:48 Несколько вариантов экзоскелетов разрабатывают для российской армии. В России разработали экзоскелет для промышленных работ Life Style Технологии/гаджеты 11. 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 – 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.
Экзоскелет
| Под экипировкой: как новейшие экзоскелеты могут изменить облик российской армии — РТ на русском | Летать словно птицы, а тяжести поднимать не хуже слона! Эти сверхспособности дарят наши ученые. Разработку промышленных экзоскелетов изучил Андрей Негру. |
| В США создан экзоскелет, позволяющий пациентам с болезнью Паркинсона стабильно передвигаться пешком | 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. |
| Экзоскелет для инвалидов | С экзоскелетом больной получает возможность вставать, садиться, ходить, подниматься и спускаться по лестницам без посторонней помощи. |
| Почти Железный Человек: 5 реально существующих экзоскелетов | Экзоскелет управляется с помощью смартфона, он же пульт-зарядное устройство из двух батарей. |
Экзоскелеты: быстрее, выше, сильнее
| На ИННОПРОМ показали российский экзоскелет, который поставит инвалидов на ноги | В случае экзоскелета членистоногих беспозвоночных экзоскелет образован соединением под названием хитин, который представляет собой достаточно твердый полисахарид, обеспечивающий защиту этого вида животных, а в свою очередь. |
| Как работают экзоскелеты, какими они бывают и где используются? | Ожидается, что к 2027 году рынок экзоскелетов будет расти в среднем на 12,5% в среднем на 12,5%. Основными факторами, способствующими росту рынка экзоскелетов, являются растущая распространенность инсульта и гериатрического населения во всем мире. |
| Под экипировкой: как новейшие экзоскелеты могут изменить облик российской армии — РТ на русском | Условно все экзоскелеты можно разделить на два вида: те, что восполняют утерянные возможности, и те, что усиливают имеющиеся. |
| Передовые экзоскелеты: восстановление моторных функций с помощью новейших технологий | Экзоскелет управляется с помощью смартфона, он же пульт-зарядное устройство из двух батарей. |
Железные мышцы: уникальный медицинский экзоскелет создали в России / РЕН Новости
Летать словно птицы, а тяжести поднимать не хуже слона! Эти сверхспособности дарят наши ученые. Разработку промышленных экзоскелетов изучил Андрей Негру. В Волгограде работает известный на всю страну инновационный центр, где ученые создают экзоскелеты для адаптации или полного восстановления утраченных двигательных функций. Что такое экзоскелет и как он работает? Да, экзоскелет – это своеобразный «костюм» или устройство, которое способно увеличивать физические возможности человека, за счет особого строения каркаса. первые российские промышленные экзоскелеты, успешно применяемые на крупнейших предприятиях Exorise - это доказанная эффективность решений и уникальные запатентованные технологии. Команда разработала тренажерный комплекс для тренировки спастической кисти руки, включающий экзоскелет и управляемый интерфейсом мозг-компьютер (ИМК).
6 применений экзоскелетов сегодня и в ближайшем будущем
На ИННОПРОМ-2023 представлена уникальная российская модель экзоскелета для реабилитации людей с ограниченными возможностями, конкретно — с нарушением функций ходьбы. С помощью российского экзоскелета можно свободно ходить по дому и даже гулять с собакой в парке. это набор металлических шарниров, соединенных подшипниками между собой. Этот экзоскелет, поддерживая руку, обеспечивает невесомость, нейтральную плавучесть. В России экзоскелеты испытывают на горно-металлургическом комбинате «Норильский никель», ими интересуются в добычном дивизионе Росатома — АО «Атомредметзолото», в вертикально интегрированных холдингах черной металлургии, например «Северстали». Экзоскелет — это внешнее устройство, которое человек надевает, чтобы снизить нагрузку на организм.
Экзоскелеты: быстрее, выше, сильнее
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.
Назад пути нет, надо добить, - говорит он. У малышки - проблемы со здоровьем. Здесь, в Волгограде, готовы помочь и ей - обследовать, уточнить диагноз и назначить лечение.
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. Соответственно, костюм это «понимает» и старается компенсировать прикладываемое усилие. Когда в руке груз, то человек будет ощущать его, но при этом мышцы не будут напрягаться. Детали экзоскелета.
NEWS Детали экзоскелета. NEWS — Кто сможет носить костюм? Этот костюм довольно подвижный, для заводских нужд такие характеристики не нужны, на производстве достаточно просто уметь поднимать грузы и быть достаточно мобильными. А вот для сотрудников МЧС костюм будет хорошим подспорьем.
Например, та же тяжелая техника не может проехать в разрушенное здание, пока спасатели не разберут завалы.
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.
Он помогает стоять, ходить, идти вверх по лестнице. Управление ведётся через пульт в руке. Военные экзоскелеты Министерства обороны и военно-исследовательские институты разных стран ещё с прошлого века пытаются разработать лёгкую, простую и прочную систему для солдат. Схожие проекты ведутся в Китае, Японии, Израиле, европейских странах. XOS 2 Один из самых известных экзоскелетов для армии.
Его задача — увеличение физических способностей солдата. Броня в снаряжение не включена. Костюм помогает в логистике и штурмах. Он прибавляет сил, достаточных для переноса больших тяжестей, разрушения деревянных брусов и кирпичных стен. Talos Это комплексный костюм.
У него есть функции брони и системы, увеличивающей силу. Он помогает вести бой со снаряжением до 45 кг. Костюм отслеживает жизненные показатели и даже останавливает кровотечение. Состав и конкретные характеристики оборудования обычно не публикуются — Talos показывают на тематических выставках с общей презентацией. ExoHiker Этот скелет не позиционируется как армейский, но интересен для военных.
Ее основателем стал доктор Амит Гоффер, который начал свои разработки в 2001 году после несчастного случая, изменившего его жизнь и сделавшего его парализованным. Он стал автором изобретения и инициатором разработки экзоскелета ReWalk Robotics, позволяющего снова ходить людям с параличом нижних конечностей. Несмотря на то, что в настоящее время эта технология не позволяет ему самому ходить из-за тяжести полученных им травм, его упорство в разработке легкого экзоскелета, чтобы другие могли ходить, проложило путь к созданию систем ReWalk Rehabilitation and Personal, которые используют сегодня более чем 1000 человек по всему миру. Система разрешена к использованию регулирующими органами в нескольких странах, включая США. Эта система состоит из мягкой оболочки типа манжеты, которая накладывается на ногу, пострадавшую от инсульта, контрольного блока, похожего на небольшой рюкзак, и соответствующего приложения, которое позволяет специалистам по реабилитации корректировать его настройки. Когда пациент делает шаги по полу пораженной ногой, ReStore Exo-Suit тянет эту ногу, чтобы обеспечить правильность выполнения шага. Система контролирует как силу, так и равномерность шага, что помогает пациенту заново научиться правильно ходить. Интересно, что в отличие от жестких экзоскелетов, устройство не мешает естественному движению человека и не дает пациенту почувствовать, что он находится внутри робота.
ReStore Exo-Suit предназначен для использования в реабилитационных центрах, поэтому пациенты не смогут тренироваться самостоятельно. Роботизированную систему разработала и российская компания «ЭкзоАтлет». Она предназначена для больных с нижней параплегией, весит около 20 кг и стоит существенно меньше иностранных аналогов. Этот экзоскелет позволяет людям с нарушением двигательных функций ног передвигаться: ходить, подниматься и спускаться по лестницам, садиться и вставать без посторонней помощи. Алгоритмы управления экзоскелетом в автоматическом режиме воспроизводят максимально естественный для пациента паттерн ходьбы, что существенно ускоряет восстановление двигательной и нервной активности. Сейчас дорабатывается и версия роботизированного устройства для пациентов после инсульта. Система управления экзоскелета для реабилитации пациентов с травмой позвоночника повторяет структуру ходьбы здорового человека. Ходьба инициируется с пульта управления или «умного костыля».
На ранних этапах реабилитации система управления позволяет использовать для инициации движения шаг здоровой ноги, а на более поздних стадиях дает возможность ходить самостоятельно, контролируя правильность паттернов.
Экзоскелет — фантастическое прошлое и реалистичное будущее современного человека
Команда разработала тренажерный комплекс для тренировки спастической кисти руки, включающий экзоскелет и управляемый интерфейсом мозг-компьютер (ИМК). Широкий выбор экзоскелетов для любой сферы бизнеса и индивидуального применения. Экзоскелет (в переводе с латыни «внешний скелет») – техническое устройство, которое способно увеличивать физические способности человека благодаря каркасу. Что такое экзоскелет и как он работает? Да, экзоскелет – это своеобразный «костюм» или устройство, которое способно увеличивать физические возможности человека, за счет особого строения каркаса. Военные новости.
Читайте также
- Под экипировкой: как новейшие экзоскелеты могут изменить облик российской армии — РТ на русском
- Реальный помощник или дорогая игрушка: на что способны современные экзоскелеты // Новости НТВ
- Железные мышцы: уникальный медицинский экзоскелет создали в России / РЕН Новости
- Экзоскелет: от фантастики к реальности — категория "Здоровье"
- Новости по тегу экзоскелет, страница 1 из 1
- В «Ростехе» создали экзоскелет для руки: говорят, в России аналогов нет
В этом году российские военные получат первый серийный армейский экзоскелет
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. Перспективы развития Адаптация скелетов под конкретную задачу, под конкретные профессии или даже под конкретных работников — то, куда развивается это направление сегодня. Грудная часть экзоскелета X-Soft не подходит женщинам, поскольку сдавливает молочные железы. Чтобы решить эту проблему, необходимо снизить жесткость корсетной части, таким образом был разработан X-Soft lady — скелет Exorise, предназначенный специально для девушек.
Экзоскелет X-Rise был разработан для работы с поднятыми над головой руками, например, на конвейерной сборке. X-Rise — это пассивный экзоскелет для верхней части тела, который поднимает и поддерживает руки работника, снимая нагрузку с плеч и перенося вес на бедра. Колени также страдают от перегрузок и являются проблемной зоной многих работников. Чтобы обеспечить хорошую механическую защиту колена, голени, бедра, помочь человеку разогнуться и снизить усталость, когда он долго работает на корточках, был разработан скелет X-Jump. Идет движение в сторону разработки активных скелетов — это вычислительные процессы для управления, аналитическая платформа внутри скелета, персонализация.
Человек — организм, снабженный двумя мозгами: головным и спинным. Головной мозг посылает сигнал спинному мозгу, а спинной мозг — сигнал мышцам рук и ног. Активные экзоскелеты помогают людям с нарушенными нейронными связями снова ходить и двигаться. Это обратный процесс: сам экзоскелет учит человека получать сигналы. Мы считаем, что будем хорошим толчком развития системы наподобие Neuralink Илона Маска.
Сертификация Изначально, когда мы выходили на рынок, мы понимали, что нормативно-правовой документации по экзоскелетам в России нет, и нет понимания, что такое «экзоскелет».
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. 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.
Купили железо и компрессор с клапанами в автомагазине, другие части сняли со старого компьютера. На этом экзоскелете отработали пневмомускулы — основную и довольно дешёвую технологию, по которой Леонид и его коллеги делают экзоскелеты и сейчас.
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.
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. Устройство X-Arm-2 Exoskeleton было разработано Европейским космическим агентством для управления эргономичным тактильным роботом. Отдача и реакция робота направляются оператору для улучшения контроля.