Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях. Одним из примеров является экзоскелет – устройство, которое используется для осуществления человеком утраченных функций или для сокращения физических усилий для их производства. Экзоскелеты. Экзоскелет - это мобильная, носимая, роботизированная, электрифицированная или механизированная структура, разработанная для дополнения физических возможностей пользователя.
Какими способностями наделяют людей «умные» экзоскелеты
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. 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. Что такое экзоскелет В дословном переводе с греческого экзоскелет – это внешний скелет. Автоматическая конструкция, которая восстанавливает утраченные или усиливает имеющиеся функции тела. На ИННОПРОМ-2023 представлена уникальная российская модель экзоскелета для реабилитации людей с ограниченными возможностями, конкретно — с нарушением функций ходьбы. Это погрузочный экзоскелет, с помощью которого человек может поднимать тяжести – 48 килограммов на каждую руку. 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.
Студент ИТМО разработал активный экзоскелет, в котором можно без труда поднять до 80 килограммов
Последние годы все прогрессивное человечество с трепетом обсуждает перспективы наступления технологической сингулярности. А чтобы не сидеть сложа руки в ожидании этого сладостного момента, оно потихонечку занимается улучшением собственной природы. Посетителей научных конференций уже не удивить протезами конечностей, управляемыми при помощи нервных импульсов. Практическое редактирование генома человека тоже уже не кажется чем-то фантастическим. Но все эти достижения сторонников трансгуманизма пока еще остаются «штучными». Слишком дорогими, слишком неоднозначными в этическом плане. А бизнес и государства не хотят ждать.
Им нужен способ относительно простого и массового повышения возможностей человеческого организма. И тут на помощь приходят экзоскелеты. Рынок экзоскелетов «Википедия» дает нам такое определение экзоскелета: «Устройство, предназначенное для восполнения утраченных функций, увеличения силы мышц человека и расширения амплитуды движений за счёт внешнего каркаса и приводящих частей». Исходя из этого, первым в мире настоящим экзоскелетом принято считать Hardiman от General Electric, созданный в 60-х годах прошлого века. Он позволял поднять груз массой 110 кг, прилагая усилие, эквивалентное 4,5 кг.
Пассивные Пассивные экзоскелеты — это устройства, которые не требуют источника энергии для функционирования. Принцип их действия основан на базовых законах механики: за счет применения противовесов и рычагов, пассивный экзоскелет перераспределяет нагрузку на части тела. Фото: Media. Оба типа устройств состоят из рамы, которая накапливает упругую энергию при наклоне вперед, которая затем помогает человеку продлить рабочее положение с наклоном вперед или снова выпрямить тело при поднятии предмета. Рама BNDR покрывает туловище и таз и поддерживается верхней частью ног и грудью. Рама PLAD поддерживает распределение нагрузки между позвоночником, плечами, тазом и ступнями. По способу ношения экзоскелеты можно разделить на четыре категории: для спины, для ног, для коленного сустава и для рук. 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.
Приходится адаптироваться. Эти условия в общем-то и породили целую плеяду разработчиков экзоскелетов в России. Технология сервоприводов, которая в основном используется для современных экзоскелетов, очень дорогая. Японцы и американцы могут себе её позволить, а вот российские разработчики — нет. Первый экзоскелет обошёлся Леониду в 4-5 тысяч рублей. Пневмомускулы работают на сжатом воздухе. Управление — кнопочное, то есть на руках "скелета" стояли четыре кнопки, которые запускали компрессор или же включали нужный клапан. Так ребята отработали технологию и решили дальше её совершенствовать. Экзоскелет Леонида и его друга понравился Институту, их пригласили на телевидение, показывали со "скелетом" на выставках и даже дали грант "Умник" в 400 000 рублей. Все деньги, конечно же, студенты потратили на разработку новых устройств. Это погрузочный экзоскелет, с помощью которого человек может поднимать тяжести — 48 килограммов на каждую руку. Здесь создатели столкнулись с проблемой разницы в строении экзоскелета и человеческого тела: экзоскелет с весом сразу же падал вниз. Дело в том, что у человека центр тяжести находится в поясе, нужно было компенсировать геометрию "скелета". Потом проблему смогли решить, - рассказывает Леонид. Кстати, экзоскелет, в котором доктор Рипли боролась с Чужим, в реальности бы тоже рухнул вперёд: геометрия скелета нарушена, у него слишком тяжелые руки, и доктор не имела никаких шансов даже просто устоять на месте, а не то чтобы бороться с Чужим. Медицинские экзоскелеты - У отца больные ноги, и я часто бываю в тверских больницах и повидал реальности. Так вот: реальность такова, что люди с больными ногами вынуждены передвигаться элементарно без костылей. Тем более у них нет денег на экзоскелет. Он стоит 3,5 миллиона.
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. Когда экзоскелет полностью заряжен, область его применения ничем не огранивается. Пассивные экзоскелеты. Они не имеют электрического источника питания. Могут быть использованы для перераспределения веса, аккумулировании энергии например, улучшения эффективности ходьбы , амортизации. Работают на гидравлических приводах или других схожих механизмах. При их использовании оператор преодолевает постоянное незначительное сопротивление, но в заданных положениях конструкция раскрывает свой потенциал и берёт на себя почти всю нагрузку. Псевдопассивные экзоскелеты. Эти механизмы имеют батареи, датчики и другую электронику, но используют ее лишь для обеспечения вспомогательных функций: работы фонаря или устройства связи. В остальном экзоскелет работает по принципу пассивного устройства. Гибридные экзоскелеты. Это устройства, которые имеют все контроллеры и датчики активного экзоскелета, но используют FES функциональная электрическая стимуляция мышц в качестве активатора.
Инженер в тверской глубинке создает недорогие экзоскелеты, чтобы помочь парализованным людям
Что такое экзоскелет? Международный стандарт ISO 13482:2014 en Robots and robotic devices — Safety requirements for personal care robots относит экзоскелеты к категории роботов-помощников, закрепляемых на теле человека во время использования, которые в более широкой трактовке чаще именуются одеваемыми роботами. Национальная исследовательская лаборатория сухопутных войск США проводила опрос среди разработчиков и эксплуатантов робототехники на предмет того, что же такое «одеваемая робототехника», в ходе которого все респонденты сошлись в следующем: Это носимые робототехнические средства, элементы которых закрепляются непосредственно на человеке-операторе; Это робототехнические средства, которые физически разгружают оператора, обеспечивают ему физическую поддержку, увеличивают его физические способности. Таким образом, экзоскелет — это носимое надеваемое на человека механическое устройство или программно-мехатронный комплекс с элементами антропоморфных структур, конструктивно предназначенный для преумножения физических возможностей человека путём синхронного дублирования и поддержки двигательной активности последнего. Говоря о преумножении физических способностей, мы подразумеваем не только олимпийское «Быстрее!
Экзоскелет призван помочь человеку преодолеть некоторые из его существующих физиологических барьеров, объединив таким образом интеллектуальность, творческое начало, адаптивность и обучаемость работника-человека с силой, выносливостью, и точностью работника-робота. В этом разрезе экзоскелет — тоже своеобразная разновидность коллаборативной робототехники. История и эволюция экзоскелетов Прародителем экзоскелета можно считать эластипед. Эластипед— устройство, предназначенное для облегчения ходьбы, бега и прыжков предназначался для военного применения.
Автором этого изобретения является русский изобретатель Николай Александрович Ягн 1849 — 1905. В конце XIX века он разработал и запатентовал несколько модификаций пассивного экзоскелета «Эластипед». Первая попытка разработки силового экзоскелета была предпринята специалистами компании General Electric в начале 60-х годов 20-го века. Проект под названием «Hardiman» был реализован по заказу министерства обороны США.
В ходе проекта была разработана двупедипуляторная платформа и манипулятор с электрогидравлической трансмиссией, конструкция которой должна была обеспечивать возможность подъёма груза общей массой до 680 кг.
YouTube канал: Motion Project Foundation Параллельно велась разработка нескольких моделей для промышленного использования. Первые такие пассивные системы без приводов были представлены в 2014 году. Сегодня разработкой экзокостюмов занимаются несколько исследовательских лабораторий по всему миру, а их применение охватывает множество сфер: медицины, армии, спорта, судостроения и т. Типы экзоскелетов по принципу действия Активные Активный экзоскелет — это механизм, который оснащен дополнительным источником энергии.
Одним из успешных примеров активного экзоскелета является ReWalk. Бионический экзоскелет позволяет людям с параплегией стоять, ходить и подниматься по лестнице без посторонней помощи. 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.
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. Медицинский экзоскелет Hybrid Assistive Limb Экзоскелет Hybrid Assistive Limb предназначен также для стариков, для которых даже поход в магазин за продуктами превратился в сложный и иногда невыполнимый процесс. Как и мышцы в человеческом организме, экзоскелет Hybrid Assistive Limb слушается био-электрических сигналов, исходящих из мозга человека. Медицинский экзоскелет Hybrid Assistive Limb Mobile Suit Япония до сих пор не может оправиться от аварии на атомной станции Фукусима, поставившей весь мир под угрозу радиационной катастрофы. Страна восходящего солнца ежегодно выделяет миллиарды долларов на ликвидацию последствий этого происшествия. И одним из этапов борьбы с аварией стала разработка экзоскелета Mobile Suit.
Экзоскелет Mobile Suit для ликвидации последствии аварии на Фукусиме Инженеры из Университета Цукуба разработали костюм Mobile Suit специально для ликвидации последствий аварии на Фукусиме. В основе этого экзоскелета лежит уже упомянутый выше Hybrid Assistive Limb.
Реабилитация приводит к повышению толерантности к физическим нагрузкам, увеличению силы мышц, повышению устойчивости при ходьбе, уменьшению спастичности, нормализации артериального давления, улучшению функций желудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы.
Положительные изменения отмечаются в психологическом статусе пациентов, в частности, уменьшении степени выраженности депрессии.
Железные мышцы: уникальный медицинский экзоскелет создали в России / РЕН Новости
Студент факультета систем управления и робототехники Университета ИТМО Алексей Ледюков создал экзоскелет, который в перспективе сможет поднимать до 80 килограммов. Экзоскелеты. Экзоскелет - это мобильная, носимая, роботизированная, электрифицированная или механизированная структура, разработанная для дополнения физических возможностей пользователя. 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.
Как стать ближе к роботу: представлен экзоскелет Dnsys X1
Оптимизированное программное обеспечение обеспечивает симметрию походки и обратную связь по позе и позволяет терапевтам отслеживать прогресс пациента с помощью облачного аналитического решения. Еще одна замечательная компания - израильская компания ReWalk Robotics. 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.
Какие модели экзоскелетов предназначены для людей с инвалидностью? Сколько они стоят?
Есть ли такие устройства в России? Давайте попробуем найти ответы на эти вопросы и разберемся с тем, что же это все-таки такое - дорогая игрушка или реально действующие устройства, которые смогут придти на смену инвалидным коляскам. От боевых роботов до медицинского оборудования Идея создания экзоскелета принадлежит русскому инженеру-механику Николаю Янгу, который жил и работал в США.
В конце 80-х годов XIX века он зарегистрировал несколько патентов по этой теме. Ягн считал, что такое устройство облегчит для человека ходьбу и бег, но в первую очередь экзоскелет, по расчетам изобретателя, предназначался для солдат. Огромный вклад в развитие экзоскелетов, как это часто случалось со многими изобретениями, внесли писатели-фантасты.
Наглядный пример - вышедший в конце 50-х годов прошлого века роман Роберта Ханлайна «Звездный десант», в котором бойцы космического десанта воевали с инопланетными чудовищами в специальных каркасных костюмах, облегчающих их передвижение и переноску оружия и амуниции. Не удивительно, что первые экзоскелеты разрабатывались для нужд армии. Пионером в этой области стала американская компания General Electric, специалисты которой по заказу министерства обороны США создали в 60-х годах прошлого века экзоскелет Hardiman.
Его оператор мог, приложив усилия для подъема 4,5 кг веса, поднять груз весом 110 кг. Однако Hardiman был слишком непрактичным из-за своей огромной массы в 680 кг, что значительно затрудняло его использование. Еще одним недостатком первых экзоскелетов, делающим невозможным их практическое применение, были неконтролируемые интенсивные движения.
Первые разработки экзоскелетов, предназначенных для использования в медицинских целях, начались в конце 70-х годов XX века. Пионером в этой области стал югославский ученый Миомир Вукобратович, разработавший экзоскелет с пневмоприводом, который был предназначен для того, чтобы помочь встать на ноги парализованным людям. 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.
Параллельно мы будем разрабатывать новый экзоскелет, в который будет встроена миостимуляция, пропорциональное управление, инициация движений и модульная конструкция. Это будет уже другой экзоскелет, в котором можно будет реабилитировать людей, которые частично могут двигаться сами. С конца 2013 по середину 2015 годов мы, как фаундеры, финансировали проект самостоятельно. Была и классическая «долина смерти», когда денег не было совсем и все получали зарплату в 20 тысяч рублей. Затем у нас появилось два бизнес-ангела, которые помогли нам ее преодолеть.
Они нашли нас сами и дали деньги, когда еще не было понятно, сможем ли мы сделать продукт и затем производить его, какой будет его конечная цена, примет ли его медицинское сообщество, нужен ли он вообще конечному пользователю, сможем ли мы поднять следующий раунд инвестиций, не распадется ли команда. И мы им бесконечно благодарны, потому что обычно такого рода сложные робототехнические медицинские проекты, как наш, без содействия государства не выживают. И это касается не только России. В 2015 году мы перевезли всю команду разработчиков в Хакспейс Робоцентра «Сколково», что позволило нам на сэкономленные арендные деньги сделать несколько дополнительных прототипов, потому что в течение первого года для робототехнических проектов хакспейс — полностью бесплатная территория. Кроме того, наши коллеги из Центра Интеллектуальной собственности «Сколково» помогали нам подавать патентные заявки, регистрировать торговые марки и формировать патентные ландшафты. К тому же мы получили грант от «Сколково» на разработку следующей версии «ЭкзоАтлета».
Клиники покупают «ЭкзоАтлет», и любой человек, в соответствии с показаниями здоровья, может пройти курс реабилитации в клинике, где есть наш «ЭкзоАтлет». Сейчас он есть в Архангельске, Санкт-Петербурге, Москве — в декабре еще восемь московских клиник пополнились нашими экзоскелетами. Власти США: автопилот не виноват в гибели водителя Tesla Кейсы Иностранные экзоскелеты пока не сертифицированы в России, поэтому клиники не могут их применять в клинической практике. Мы же сейчас открываем дочернюю компанию вместе с партнерами из Южной Корееи, начинаем клинические исследования и проходим сертификацию. Будем выходить на корейский рынок. Есть планы по Ближнему Востоку, плюс в следующем году будем открывать европейское представительство.
Мы предлагаем конкурентоспособную цену и уникальный интерфейс управления, к тому же мы не останавливаемся в своих разработках, и вместе с врачами продолжаем совершенствовать продукт, с которым им в будущем будет еще более комфортно работать. Но даже на глобальном конкурентном рынке пока нет войны — он еще только развивается, и наша общая задача — его вырастить, создать новый тренд в реабилитации. Как вы планируете в дальнейшем продавать или распространять его? Мы надеемся, что вместе с нашими конкурентами докажем миру, что экзоскелеты понижают процент нетрудоспособного населения, и государства включатся в субсидирование. Также страховые компании могут создать специальные программы и предлагать экзоскелеты в аренду для восстановления пациентов. Будем прорабатывать субсидированные кредитные программы на приобретение для клиник и для физлиц.
Японские инженеры удвоили КПД солнечных элементов Идеи Пока в России экзоскелеты не включены в перечень технических средств реабилитации, а, к примеру, в Японии включены, и эта страна единственная в мире, которая уже субсидирует использование экзоскелетов дома и в клинике. В Японии просто посчитали, что это экономически выгодно, и в будущем — в ближайшие 3-5 лет — все страны пойдут по этому же пути.
Техническая новинка работает за счет экзоплаты, четыре привода управляют коленными и тазобедренными суставами, перекат стопы осуществляется с помощью физиологических квадратных пружин. Благодаря этому фактически обездвиженные люди могут стоять и ходить. Кроме того, он быстро настраивается под любого пациента, — рассказал инструктор-методист по экзореабилитации Владислав Никулин.
Экзоскелеты в здравоохранении: настоящее и будущее
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. Уникальную возможность предоставили российские изобретатели, они разработали многофункциональный экзоскелет. 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. Новости компании.
Как стать ближе к роботу: представлен экзоскелет Dnsys X1
Растущий спрос на экзоскелеты объясняется несколькими факторами. Первый и основной фактор — рост числа пожилого населения в мире. Второй фактор — увеличившееся количество инсультов во всем мире. В настоящее время каждый четвертый человек рискует перенести его в течение жизни. Экзоскелеты уже используют при реабилитации людей с двигательными нарушениями после перенесенного инсульта. Основатель Microsoft Билл Гейтс уверен , что эти устройства могут изменить жизнь людей с ограниченными возможностями здоровья, позволяя им выполнять основные задачи, такие как еда, питье и даже письмо.
Наконец, рынок экзоскелетов будет расти за счет инноваций. Уже появляются первые решения, которые работают с использованием технологий ИИ. 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.
Как временно, так и на постоянной основе. 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.
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.
Экзоскелет Mobile Suit для ликвидации последствии аварии на Фукусиме Инженеры из Университета Цукуба разработали костюм Mobile Suit специально для ликвидации последствий аварии на Фукусиме. В основе этого экзоскелета лежит уже упомянутый выше Hybrid Assistive Limb. Успешная модель, помогающая старикам и инвалидам, превратилась в полноценный костюм, увеличивающий силы, защищающий от радиоактивной пыли и спасающий от перегрева. Экзоскелет Mobile Suit для ликвидации последствии аварии на Фукусиме Но самое интересное в экзоскелете Mobile Suit — это то, что он, действительно, похож на костюм Железного Человека. Экзоскелет Mobile Suit для ликвидации последствии аварии на Фукусиме ЭкзоАтлет В 2011 году работы по созданию экзоскелета начались и в России. Проект с названием ЭкзоАтлет был инициирован Министерством чрезвычайных ситуаций и научной командой НИИ Механики Московского государственного университета.
Российский экзоскелет ЭкзоАтлет За время существования команда ЭкзоАтлет разработала и создала прототипы нескольких вариантов отечественных экзоскелетов, как пассивного, так и активного действия. Первые перенимают на себя вес оружия и снаряжения, повышая мобильность и выносливость человека, вторые — увеличивают его силу и позволяют без проблем поднимать и переносить предметы весом до 200 килограммов. Российский экзоскелет ЭкзоАтлет Российский экзоскелет ЭкзоАтлет Экзоскелеты ЭкзоАтлет можно использовать как в военных и спасательных операциях, так и в повседневной жизни. Они дают свободу действий и передвижения не только солдатам, но и старым, а также больным людям. Российский экзоскелет ЭкзоАтлет.
6 применений экзоскелетов сегодня и в ближайшем будущем
Системы PLAD распределяют нагрузку между позвоночником, плечевым и тазовым отделами и ступнями. Различные типы экзоскелетов защищают и усиливают 4 основных отдела человеческого тела: ноги, руки, коленные суставы, спину. Каждая система может работать самостоятельно, а может быть элементом большой конструкции. Например, видеооператоры используют пару — пассивный экзоскелет для спины и рук. Фото: tilta. Экзоскелеты уменьшают нагрузку на мышцы работников и предотвращают производственный травматизм. Экзоскелеты для применения в строительстве Строители часто работают в статичных и неудобных положениях.
Например, на весу или держа над головой тяжелый инструмент перфоратор, болгарку, другое. Для облегчения рабочего процесса и уменьшения риска получения травмы служат экзоскелеты для спины и рук, они становятся незаменимым снаряжением строителя. Экзоскелеты для ходьбы и бега Этот вид экзоскелетов может быть востребован у военных, курьеров, почтальонов.
Экзожилет весит немногим более 4 килограммов и помогает работать на неудобной высоте — от уровня плеч и выше — за счет того, что поддерживает руки с помощью встроенных пневмопружин. По сути, экзоскелет — это внешний каркас, который перераспределяет нагрузку.
В случае с жилетом — вес рук и груза давит на опоры, которым не дают опускаться пружины, усилие переходит на каркас, который опирается на более сильную нижнюю часть тела и переносит туда давление груза, освобождая от лишнего напряжения руки, шею и верхнюю часть спины. Преимущества экзоскелетов уже оценили крупнейшие мировые производители машин и самолетов и применяют их на своих заводах. На рынок выходят всё новые модели: например, для видеооператоров.
Они приводятся в действие силами самого оператора, работая на перераспределении кинетической энергии. Пассивные экзоскелеты нашли широкое применение в промышленности и медицине: они весят меньше, просты в использовании и финансово более доступны. Впрочем, как и у любых экспериментальных разработок, разделение экзоскелетов по типам и отраслям довольно условное: когда новую модель придумывают с нуля, решения могут оказаться самыми разными. Экзоскелет помогает Джеймсу Роудсу свободно передвигаться, несмотря на травму «Мстители: Война бесконечности» От земли и до самого неба Следует отличать экзоскелет от силовой брони, супергеройского костюма и уж тем более — от огромного робота-меха из BattleTech, которым управляет спрятанный в кабине пилот. Несмотря на внешнюю схожесть этих механизмов, у них слишком разное назначение и комплектация: экзоскелет может быть составной частью скафандра или боевого доспеха, но ни защитные, ни боевые функции в его базовый набор не входят.
Экзоскелет может принять на себя вес брони, в разы усилить человеческую грузоподъёмность, повысить скорость движений: оператор получает возможность прыгать дальше, бегать быстрее, дольше двигаться без усталости — и легче преодолевать препятствия в том числе напролом. Cиловой доспех космодесантника и костюм Железного человека базируются на одной технологии: на идее спрятанного в металлическом каркасе экзоскелета, который одним своим присутствием обеспечивает оператору улучшение всех его способностей, всех навыков. Это мечта человека стать чем-то большим — и способ достигнуть большего. С тех самых пор, как в 1959 году вышел «Звёздный десант» Роберта Хайнлайна, поклонники фантастики стали ждать, когда же такая технология появится в реальности. Помимо экзоскелетов, инженеры GE Ральф Мошер и Арт Бьюк разрабатывали пилотируемых роботов-мехов Фото: Museum of Innovation and Science Schenectady Долго ждать не пришлось: первый известный миру экзоскелет, Hardiman, был создан в 1965 году американской компанией General Electric. Он стал совместной разработкой сухопутных вооружённых сил и военно-морского флота. Целью проекта обозначили «расширение человеческих возможностей посредством увеличения грузоподъёмной силы». Модель состояла из внутреннего костюма, закреплённого непосредственно на операторе, и внешнего каркаса, который и принимал на себя вес переносимых объектов.
Планировалось, что Hardiman увеличит силу оператора в двадцать пять раз: это означало, что, поднимая груз массой 680 килограммов, человек должен был приложить усилия, необходимые для поднятия всего лишь 27 килограммов. Но до полноценных испытаний дело не дошло: работа механизма оказалась нестабильной, из-за чего оператор рисковал получить травмы. На разработку Hardiman ушло шесть лет, однако из-за его тяжеловесности экзоскелет весил три четверти тонны и постоянных сбоев системы проект пришлось признать неудачным. Зато он остался в истории как научный прорыв и вдохновил на дальнейшие исследования учёных по всему миру. Уже от скелета Hardiman можно было оставить одну клешню Фото Museum of Innovation and Science Schenectady В разработке экзоскелетов в равной степени заинтересованы военные, представители медицинской сферы, промышленные концерны и пионеры космического производства. Не все современные экзоскелеты представляют собой полноценный роботизированный «костюм» — большинству компаний целесообразнее разрабатывать отдельные каркасы для верхних и нижних конечностей и при необходимости собирать их в единую систему. Экзоскелет REX предназначен для людей с нарушением мобильности: он позволяет пациенту передвигаться без использования рук Фото: REX Bionics Подобные «половинчатые» экзоскелеты, не отягощённые лишними деталями, стоят дешевле и легче находят себе применение в узкоспециализированных областях. В медицине их используют при снижении у пациентов мышечной силы в результате болезни или травмы — или же если необходимо уменьшить нагрузку на позвоночник во время тренировок и в повседневной жизни.
Хороший пример можно увидеть во вселенной Marvel: когда Джеймс «Воитель» Роудс был ранен во время событий фильма «Первый мститель: Противостояние» и потерял возможность ходить, Тони Старк сконструировал ему специальный экзоскелет для ног, призванный не только восстановить мобильность друга, но и помочь его дальнейшей реабилитации. В реальности некоторые модели тоже оснащают подсистемами, которые помогают человеку восстановить утраченные возможности: один из лидеров индустрии, японская компания Сyberdyne, разработала для своего флагманского экзоскелета HAL «вспомогательная гибридная конечность» специальные датчики, которые улавливают нервные сигналы пациента и без дополнительных стимулов преобразуют их в команды мышцам. Предполагается, что подобная обратная связь между человеком и машиной помогает парализованному или ослабленному пациенту быстрее восстановить контроль над собственным телом. В схожей сфере работает новозеландская компания REX Bionics: она разработала экзоскелет, позволяющий пациентам с нарушением подвижности ходить без использования костылей. Выдающихся результатов достигли и компании ReWalk и Ekso Bionics: их модели медицинских экзоскелетов уже доступны в разных странах мира. Эти устройства применяются при реабилитации после инсульта и травмы спинного мозга, а также помогают пациентам с параличом конечностей самостоятельно передвигаться, стоять и даже подниматься по лестнице. Cyberdyne позиционирует модель Cybernoid HAL как способ стать суперменом.
Служат для разгрузки скелета и мышц здорового человека, позволяя ему выполнять различный физический труд не уставая, либо усиливая физические возможности человека за пределы возможностей среднеразвитого человека. Используются также для восстановления утраченной мышечной активности человека после травм или операций, для восстановления подвижности людей с ограниченной мобильностью, для предупреждения травм при заболеваниях типа остеопароза и т. Экзоскелеты, как правило, повторяют биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях, а также могут повышать защищенность человека от внешних воздействий. В системе человек-экзоскелет часть функций, например, поддержание равновесия, остается за человеком, тогда как тяжесть груза или большие усилия ложатся на механизм экзоскелета.
Экзоскелеты в здравоохранении: настоящее и будущее
Леонид Питык, собравший первый в России экзоскелет, рассказывает о том, почему технологии должны быть открытыми. Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали лёгкий экзоскелет верхних конечностей, который снабжает человека дополнительным слоем "мышц". Экзоскелет для инвалидов пассивного типа, для реабилитации остаточных двигательных функций в ногах в Москве Доступные цены +7 (495) 104-30-18. Алгоритмы управления экзоскелетом в автоматическом режиме воспроизводят максимально естественный для пациента паттерн ходьбы, что существенно ускоряет восстановление двигательной и нервной активности.