Представленный экзоскелет для ног X1 от китайской компании Dnsys позволяет увеличить скорость бега пользователя до 26 км/ч (добавляет 0,9 кВт мощности) и добавить 25 км к дальности пешей прогулки по пересеченной местности либо нести еще 38 кг груза. Ведущие страны занимаются разработкой экзоскелетов для включения в перспективные боевые экипировки. 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.
Что такое экзоскелеты?
Экзоскелет — это роботизированный костюм, который может дополнить функции человека, повышая его эффективность и физические (в фантастических планах на будущее, впрочем, даже ментальные) способности. Условно все экзоскелеты можно разделить на два вида: те, что восполняют утерянные возможности, и те, что усиливают имеющиеся. Леонид Питык, собравший первый в России экзоскелет, рассказывает о том, почему технологии должны быть открытыми. Российский армейский экзоскелет ЭО-01.02 от компании «ГБ Инжиниринг». Фото © РИА Новости / Илья Питалев. Экзоскелет для инвалидов пассивного типа, для реабилитации остаточных двигательных функций в ногах в Москве Доступные цены +7 (495) 104-30-18. Уникальную возможность предоставили российские изобретатели, они разработали многофункциональный экзоскелет.
Экзоскелет для рабочих от Ростеха
Однако уже сейчас экзоскелеты применяются во многих сферах и имеют потенциал для еще более широкого применения. Ниже мы расскажем о применении экзоскелетов подробнее. Промышленность Многие профессии являются тяжелыми для человеческого тела, особенно в области промышленного производства, логистики и сельского хозяйства. Экзоскелеты могут играть очень важную роль в этой области, предотвращая перегрузку, снижая боль и устраняя проблемы со здоровьем. По мнению экспертов, вопросы здравоохранения и потери работоспособности являются основными причинами использования экзоскелетов в промышленности. Потерю работоспособности сложнее оценивать, однако и она добавляет расходов. По оценке британского научно-исследовательского института Work Foundation, 44 млн европейцев, то есть почти четверть всей рабочей силы, страдают от той или иной формы скелетно-мышечных нарушений. Несомненно, эти проблемы помогает решить использование экзоскелетов. Увидев хорошую возможность, швейцарский стартап Noonee начал исследования по улучшению условий работы с помощью системы Chairless Chair. Разработка представляет собой сидячий экзоскелет для людей, которые работают на линии производства.
Экзоскелет надевается на ноги, предоставляя свободу передвижения, но все же поддерживая тело достаточно, чтобы избежать повторяющейся нагрузки и проблем со здоровьем, связанных с таким типом работы. В 2013 году экзоскелет испытали с помощью немецкого автопроизводителя Audi. На сегодняшний день среди компаний, которые уже применяют их, можно назвать следующие: автопроизводители BMW, Ford, Honda, и Hyundai; производители электроники Mitsubishi, Panasonic, Samsung, и Siemens; транспортные и логистические компании AT, Geodis, и Pon, производители оборудования управления микроклиматом Rensa, WTH, и Vebego, а также строительная компания Hankamp Gears. Военное дело В фильмах часто показывают, что экзоскелеты способны сделать из человека настоящего супергероя, который может прыгать на здания, бегать быстрее автомобиля и быть пуленепробиваемым. Реальность, конечно же, более прозаична, однако экзоскелеты не менее важны для солдат и их здоровья. Характер военных травм и ранений требует применения экзоскелетов, имеющих примерно те же функции, что и в гражданских вариантах.
Следующий шаг — мы будем исследовать, как использовать экзоскелет для детей с ДЦП. 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.
Экзоскелет, который производит компания, имеет функцию индивидуальной регулировки. Это делает Trexo Home универсальным инструментом, помогающим самостоятельно передвигаться детям с церебральным параличом, травмами мозга, повреждениями спинного мозга, параплегией, мышечной дистрофией, синдромом Ретта и другими заболеваниями. Trexo управляется с планшета. Экзоскелет позволяет регулировать нагрузку на тело, характер походки, скорость движения и имеет функцию активной помощи мышцам.
Стоимость комплектов стартует от 57 тыс. Так, комплектация Power предназначена для переноса грузов, а Lite Hand — для долгой работы с весом на поднятых руках, например при выполнении строительно-монтажных задач. Компания предлагает варианты экзоскелетов для разных профессий, включая курьеров — доставщиков воды. Они могут быть пассивными — для защиты опорно-двигательного аппарата от перегрузок, или активными — со встроенными приводящими моторами, которые берут на себя большую часть физических нагрузок. Экзоскелет ProEXO Видео: YouTube Особенно важно защитить работников от перегрузок и травм в индустрии строительства, поэтому многие проекты нацелены именно на этот рынок.
Экзоскелеты для строителей помогают снизить мышечное напряжение и повысить их выносливость. Например, экзоскелеты Sarcos Robotics серии Guardian обеспечивают перенос веса из одной части тела на другую при выполнении определенного типа работ. Также они смещают нагрузку с рук на ноги, когда рабочему нужно долго держать руки на весу. Самая продвинутая версия, ХО, имеет 24 степени свободы и предупреждающие о препятствиях датчики. Она оснащена удобным интерфейсом управления, который отображает различные уведомления.
Режим «Свободные руки» позволяет оператору заблокировать руки костюма с грузом на весу, чтобы одновременно выполнять сложные задачи собственными конечностями. Экзоскелет Sarcos Robotics Видео: YouTube Многие компании выпускают экзоскелеты, обеспечивающие поддержку рук, так как они лучше всего подходят для выполнения задач, связанных с резкой, сверлением и шлифованием поверхностей.
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. Эти соответствия между человеческим телом и экзоскелетом называют анатомической параметризацией.
Чем точнее и тоньше может быть проведена анатомическая параметризация, проще говоря - подгонка элементов конструкции экзоскелета к телу человека, тем функциональнее и удобнее в использовании он будет. Управление экзоскелетом осуществляется с помощью джойстика, установленных на корпусе или костылях кнопок, посредством беспроводной связи через смартфон, планшет или компьютер. В зависимости от технических возможностей и программного обеспечения экзоскелет может выполнять команды «встать», «сесть», «идти», «стоять», «повернуться» и т.
Конструкторы и разработчики экзоскелетов уже сегодня работают над тем, чтобы принципиально изменить управление экзоскелетом и перейти от заранее заложенных в программу алгоритмов движений к выполнению команд пользователя, подаваемых им силой мысли. Вот только движения будут выполняться не мышцами, а экзоскелетом.
6 применений экзоскелетов сегодня и в ближайшем будущем
Такие действия ведут к реактивации отделов мозга, которые были затронуты. Как работает экзоскелет Главным условием для применения в реабилитации экзоскелетов является наличие каких-либо остаточных двигательных функций в ногах или импульсов, с которыми аппарат сможет работать. Специалисты проводят предварительную оценку возможности применения экзоскелета с помощью современных методов диагностики. В каждом конкретном случае использование этого метода эффективно может применяться при довольно широком спектре заболеваний: инсульт;.
Я в восторге от того, как он облегчил мою жизнь на даче! Елена Федоровна Что говорят об экзоскелетах наши клиенты? Андрей курьер службы доставки воды "Аква Вита" Экзоскелет изменил мою работу. Рамис курьер службы доставки "DPD" С экзоскелетом я стал чувствовать себя супердоставщиком. Елена Федоровна пенсионер Этот экзоскелет — прямо как волшебная палочка! Екатеринбург ул. Екатеринбург, ул.
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. То, из-за которого человек, полагающийся только на свои ноги и физику их работы, никогда не сравнится с движением машины с простейшим педальным приводом,… 0 Роботы В ходе прошлогодней CES-2019 американский производитель робототехники компания Sarcos Robotics представила тяжелый экзоскелет Guardian XO. Нынешнюю CES-2020 также ожидает приятный сюрприз. На сей раз Sarcos совместно с крупнейшей авиакомпанией мира Delta Airlines представят экзоскелет в действии: сотрудники Delta,… 0 Автомобили Экзоскелеты на конвейере автомобильного цеха помогут выполнять часто повторяющиеся операции с меньшими физическими усилиями. В настоящее время Audi оснащает ими часть рабочих производственной линии одного из своих заводов. Руководствуясь этой идеей, команда инженеров из Гарвардского университета и Университета Небраски разработала новый экзоскелет, который выглядит как спортивные шорты с набором ремней и электронным блоком. В отличие от уже доступных в онлайн-магазинах игрушек, это устройство имеет практическое назначение.
Тяжесть, конечно, немного ощущалась, но основную нагрузку костюм брал на себя. Вообще, в экзоскелете чувствуешь себя примерно так же, как когда ты ведешь машину. 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.
Волгоградские ученые изготовят экзоскелет для участника спецоперации
Экзоскелет для грузчиков помогает при подъёме и переносе тяжелых грузов, увеличивает выносливость и снимает нагрузку с рук и спины. Экзоскелет позволяет держать оператору тяжёлое оборудование и находиться в одном положении в течение всего рабочего дня. Для арматурщиков Для переноски воды Экзоскелет позволяет находиться в наклонном положении долгое время, увеличивая выносливость и разгружая позвоночник.
В интервью ITMO. NEWS Алексей рассказал, как, еще будучи школьником, сделать свой первый экзокостюм в гараже из проволоки и чем разработка может быть полезна МЧС и страйкбольным фанатам. Алексей Ледюков в экзоскелете. NEWS — Расскажи, пожалуйста, как вообще появилась идея создать экзоскелет. А потом захотел сконструировать что-то более сложное и решил попробовать сделать экзоскелет. Начал смотреть ролики на YouTube, сделал макет из бумаги.
Мне помогал дедушка — с ним мы в гараже сварили первый каркас из проволоки. Вручную делали каждую деталь, замеряли, ставили метки маркером, потом приваривали. И так, постепенно, собирался первый «Франкенштейн». У того костюма везде были сварочные швы, так что смотрелся он жутковато. К тому же экзоскелету не хватало жесткости, так как он был сделан из вязальной проволоки. Когда я его разобрал, то увидел, что спина из-за нагрузок выгнулась. Я учел эти ошибки при разработке второго костюма — усилил каркас, добавил новые точки подвижности. Всего с дедушкой мы сделали два варианта, я конструировал как пассивные, так и активные экзоскелеты.
Сейчас я разрабатываю уже пятый активный костюм. Чем они отличаются? Такие костюмы есть, например, в армии и на промышленном производстве. А пассивный костюм разгружает и лишь частично переносит вес, который берет на себя человек.
Фото: Media. В основе обоих видов использована рама, которая поддерживает тело оператора в наклоне вперед или помогает выпрямиться с тяжелым предметом в руках. В системах BNDR рама располагается вдоль торса и таза и поддерживается грудью и верхней частью ног. 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.
Вся нагрузка идет на него, а не на тело человека. Экзоскелетом можно пользоваться для работы с тяжелыми предметами весом до 65 кг. Но, по словам испытателей, это далеко не предел. До 120 кило конструкция выдерживает. На основе этой разработки норильские инженеры придумали еще и экзостул. Он подойдет как для офисных работников, так и для тружеников заводских цехов. Главная фишка экзостула — способность сдерживать человеческое тело в устойчивом положении в случае аварийной ситуации.
Новости по ключевому слову "экзоскелет"
Каждого пациента разработчики обучают пользоваться экзоскелетом и отпускают домой, однако продолжают консультировать удаленно. Многих они больше никогда не увидят у себя на приеме — они реабилитируются спустя какое-то время, а свой "Экзар" оставляют себе, уже как сувенир на память. Для людей с неизлечимыми заболеваниями конструкция будет служить верным помощником всю жизнь. Мой вопрос о том, сколько времени нужно человеку на восстановление с помощью экзоскелета, ученые в один голос назвали некорректным. Это зависит от заболевания, степени повреждения нервных окончаний, а также желания и стараний самих пациентов. Так, например, быстрее всего "Экзар-34" помог военному, который сумел всего за 40 дней полностью восстановить потерянные функции одной руки и подтянуться на турнике.
Будущее — за экзоскелетами В планах разработчиков экзоскелетов — увеличить производственные мощности. Для этого им нужна как финансовая, так и законодательная поддержка государства. Директор волгоградского центра, где производят уникальные устройства, Евгений Зозуля говорит, что сейчас в разгаре переговоры и обсуждения на эту тему. В перспективе — "Экзар-34" может стать доступен для всех нуждающихся при поддержке государства. Мы хотим создать свое полноценное производство, чтобы устройствами обеспечивать не по возможности, а по заявкам.
Увеличится количество и сотрудников, и оборудования. Массовые закупки позволят также снизить цену", — считает он. Однако волгоградские ученые придумали и запатентовали ряд других устройств: экзоскелет шеи, челюсти, а также специальные экзоскелеты — например, для хирурга и нейрохирурга, которые позволяют сделать более комфортными и точными манипуляции во время сложных операций. Есть и производственный экзоскелет для здоровых людей, цель которого — облегчить физический труд. Разработчики считают, что за такими устройствами будущее, однако продвигать экзоскелеты на рынке не так легко, как может показаться.
Очень сложно пробивать себе дорогу. Трудно убедить в том, что это работает, — откровенничает Евгений Зозуля. Его эпикриз, выписки — везде написано, что у него третья группа инвалидности и на сегодняшний день существующие методики реабилитации не смогут восстановить его функции. И тут появляемся мы все такие в белом и говорим: "Все это ерунда, сейчас мы вам покажем! А на это нам отвечают, что слишком быстро он восстановился… И обвиняют в мошенничестве".
На мой вопрос, не было ли мыслей бросить все и уехать за границу, Евгений Зозуля, не задумываясь, уверенно ответил: "Нет. Мы с Сан Санычем и Федором Андреевичем — патриоты до мозга костей".
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.
По оценкам Work Foundation на сегодняшний день около 44 миллионов работников ЕС страдают от скелетно-мышечных отклонений, что суммарно приносит европейской экономике убытки, оцениваемые более чем в 240 миллиардов евро. И это только страны ЕС. Considerations for developing safety standards for industrial exoskeletons ]. Благодаря этому снижаются требования к автономным источникам энергии, питающим активные приводные узлы экзокостюмов, более того, благодаря доступности электросетей необходимость в разного рода аккумуляторах и системах генерации под час вовсе пропадает. Особенно это актуально для экзоскелетов с гидравлическим приводом, так как позволяет избежать необходимости размещения непосредственно на корпусе экзоскелета мобильных маслостанций, что в свою очередь снимает целый ряд сопутствующих трудностей. С одной стороны, оператор экзоскелета — трудоспособный человек, а значит он может использовать в работе технические средства с «традиционными» органами и интерфейсами управления, такими как джойстики, тачпады, голосовой интерфейс и другие, как следствие ему не требуются сложные в освоении, дорогие и наукоёмкие интерфейсные решения, такие, к примеру, как нейрокомпьютерный интерфейс.
С другой, скорость и точность реакций на управляющее воздействие в промышленном экзоскелете не является столь критически важной, как в экзоскелете военном, ведь в условиях боевых действий две-три десятых доли секунды задержки в обратной связи могут попросту стоить оператору жизни. Условия применения промышленных экзоскелетов чаще всего не столь критичны. Следует отметить, что предыдущие тезисы не должны вводить вас в заблуждение: проблемы энергетики, эффективного эргономичного управления и безопасного использования являются краеугольными камнями для всей экзоскелетной отрасли, и промышленные экзоскелеты ни в коем случае не являются исключением, мы лишь говорим о том, что уровень требований к этим технологическим аспектам в данном конкретном случае может быть существенно ниже, что конечно же зависит в том числе и от условий и специфики применения. Классификация промышленных экзоскелетов По своей конструкции промышленные экзоскелеты можно разделить на экзоскелеты верхней либо нижней части тела, а также полноразмерные экзоскелеты.
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. 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.
Главная » Изобретения и техника » Роботы » Экзоскелеты Экзоскелеты Железный человек уже не только супергерой комиксов и кинобоевиков. Благодаря передовым технологиям в области робототехники и человеко-машинным интерфейсам во всем мире получают распространение механизированные экзоскелеты: от машин, превращающих мужчин в суперпехотинцев, до кибернетических имплантатов, достаточно интеллектуальных, чтобы позволить инвалидам двигаться самостоятельно. Концепция увеличения человеческих возможностей стремительно переходит от мечты к реальности благодаря множеству компаний и разработчиков, создающих системы, позволяющие сделать людей быстрее, сильнее и восприимчивее. Почему происходит эта революция? 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.
Как стать ближе к роботу: представлен экзоскелет Dnsys X1
В данном разделе вы найдете много статей и новостей по теме «экзоскелет». «По предварительным расчетам, наши экзоскелеты будут стоить как минимум втрое дешевле, чем существующие на рынке аналоги», — сказал руководитель исследовательской группы и магистерской программы «Роботизированные беспилотные системы и эргономика». бионический экзоскелет, который позволяет людям с двигательными нарушениями в нижних конечностях достигать вертикального положения и ходить. 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. 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. Киберпротезы, нейроинтерфейсы, экзоскелеты: как развиваются технологии, которые помогают людям, что они могут уже сейчас и что ждет нас в будущем.
На «Армии-2021» представлен российский боевой экзоскелет
Первый аналог экзоскелета как механизма был предложен русским изобретателем Николасом Ягиным (в документе он упоминается как «подданный Российской империи Николас Ягн») еще в 1890 году. В Волгограде работает известный на всю страну инновационный центр, где ученые создают экзоскелеты для адаптации или полного восстановления утраченных двигательных функций. Китайская компания Dnsys представила новый интеллектуальный экзоскелет X1, разработанный по образу и подобию аналогов от Hypershell. С помощью российского экзоскелета можно свободно ходить по дому и даже гулять с собакой в парке. Новости. Оснащенные клиники. 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.
Мишустину в Норильске показали экзоскелет для рабочих
Но, по словам испытателей, это далеко не предел. До 120 кило конструкция выдерживает. На основе этой разработки норильские инженеры придумали еще и экзостул. Он подойдет как для офисных работников, так и для тружеников заводских цехов. Главная фишка экзостула — способность сдерживать человеческое тело в устойчивом положении в случае аварийной ситуации. Фото: Татьяна Антонова После экскурсии по цехам Михаил Мишустин оставил запись в книге почетных гостей. Премьер пожелал промышленникам «крепчайшего здоровья, интересной работы и семейного тепла», а руководству — «довести все обещания и планы до реализации.
Они частично отвечали требованиям, которые мы прописали для себя, но полностью под наши требования никто не подходил. Для такого типа работ нужна жесткая корсетная часть, которая бы защищала уязвимые части организма, создавая дисциплинирующее воздействие на позвоночник. Такая технология действительно помогает снизить риски получения травм, компенсировать часть веса. Пассивный экзоскелет, то есть экзоскелет без «умных» технологий, прост в эксплуатации и обслуживании, к тому же у него неограниченный срок работы в отличие от скелетов, в которых используется электрика или ИИ. Все, что связано с внешними источниками энергии, хуже работает на морозе, и аккумуляторы сами по себе довольно тяжелые. Мы хотели сделать легкий, удобный и эффективный скелет в первую очередь за счет физических свойств материала, а также сделать его простым и понятным любому работнику. Экзоскелет Exorise сравнивают с американским — SuitX, он тоже является пассивным скелетом, состоящим из различных материалов, в том числе эластомеров и пружин. Экзоскелеты SuitX испытывались на стройплощадках, при погрузочно-разгрузочных работах, на судостроительных и литейных производствах в США и Японии, что позволило выделить типичные операции, при которых требовалось снять нагрузку с тех или иных частей тела. В 2019 году Exorise создали первый скелет, который соответствовал всем внутренним требованиям компании, после — стали его тестировать, ходили в цеха на производства, запускали в работу, собирали обратную связь от работников. Если было нужно, где-то вносили корректировки и дорабатывали технологию, улучшали дизайн и продолжали тестировать. Что делает экзоскелет? Скелет компенсирует нагрузку и за счет корсетной части создает дисциплинирующее воздействие на позвоночник, таким образом биомеханика рабочего начинает работать по аналогии биомеханики спортсмена. В цехах часто можно наблюдать одну и ту же проблему — привычку работника поднимать вес так, как ему удобно — мышцами спины, то есть неправильно. Это основная и общая для всех проблема, которая со временем приводит к серьезным заболеваниям. Когда человек молодой и здоровый, он не замечает негативных факторов и не думает о последствиях, у него постепенно вырабатывается привычка поднимать вес не ногами, а спиной, а после — привычка начинает доминировать и от нее практически невозможно избавиться. Экзоскелет X-Soft сконструирован таким образом, чтобы нагнуться и поднять вес спиной было неудобно, то есть приблизили работника к биомеханике спортсмена: прямая спина, присед, нагрузка распределяется на ноги. Экзоскелет — это мобильный тренер, который говорит: «Парень, береги спину! Парадокс экзоскелета в том, что он больше всего нравится тем, кому меньше всего нужен. Если экзоскелет кажется неудобным, значит, он вам точно нужен, потому что ваша спина работает неправильно. X-Soft хорошо фиксирует позвоночник в правильном положении, за счет чего происходит выпрямление осанки, начинают лучше работать мышцы, которые ранее не работали или работали плохо. При правильном положении позвоночника улучшается кровоток и работник в целом чувствует себя лучше. 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.
О своей проблеме рассказывает мне нехотя, но все же откровенничает: ему будет обидно, если такие серьезные ограничения останутся с ним на всю жизнь, ведь восстановиться полностью пока что так и не удалось. Мне было очень плохо после ранения, не хотелось верить, что я ближайшие несколько лет не смогу заниматься активным спортом", — рассказывает Булат. К предложению я была не готова, но обрадовалась. Когда еще гуманитарию предложат поучаствовать в таком важном и сложном процессе, хотя бы в качестве ассистента? Задача была обмотать полимерным бинтом торс пациента. Получившаяся конструкция застынет и станет основой корсета будущего экзоскелета. Это первый этап изготовления "Экзара-34". В его создании на разных этапах участвуют как минимум пять человек — помимо конструкторов Александра Воробьева и Федора Андрющенко, это еще и специалист по обработке металла, слесарь, швея. После этого осуществляется окончательный монтаж экзоскелета. Это достаточно сложная, кропотливая работа, требующая труда многих высококвалифицированных профессиональных работников", — рассказывает Федор Андреевич. Все материалы и комплектующие, которые используются при создании "Экзара", российского производства. Основной — высококачественная нержавеющая сталь, сплав на основе алюминия, применяемый в том числе в авиастроении. Мы изначально уходили от зарубежных продуктов. В экзоскелет собирается все самое лучшее", — говорит доктор Андрющенко. Стоимость одного готового устройства для одной руки — 250 тыс. А сразу на две руки для одного пациента — 350 тыс. Каждого пациента разработчики обучают пользоваться экзоскелетом и отпускают домой, однако продолжают консультировать удаленно. Многих они больше никогда не увидят у себя на приеме — они реабилитируются спустя какое-то время, а свой "Экзар" оставляют себе, уже как сувенир на память. Для людей с неизлечимыми заболеваниями конструкция будет служить верным помощником всю жизнь. Мой вопрос о том, сколько времени нужно человеку на восстановление с помощью экзоскелета, ученые в один голос назвали некорректным. Это зависит от заболевания, степени повреждения нервных окончаний, а также желания и стараний самих пациентов. Так, например, быстрее всего "Экзар-34" помог военному, который сумел всего за 40 дней полностью восстановить потерянные функции одной руки и подтянуться на турнике. Будущее — за экзоскелетами В планах разработчиков экзоскелетов — увеличить производственные мощности.
Сферы применения экзоскелетов расширяются. Самыми распространенными областями использования являются медицина, промышленность и военное дело. Применение экзоскелетов в медицине: экзоскелет для инвалидов, экзоскелет для реабилитации Разработка медицинских экзоскелетов имеет большую социальную значимость. Роботы-экзоскелеты позволяют в разы ускорить реабилитацию пациентов после перенесенных травм и операций, снизив риск развития осложнений. Пациенты носят «костюм» несколько часов в день. Он обеспечивает снижение нагрузки и осуществление конечностями тех движений, которые самостоятельно человек сделать не может в силу комплекса причин. Экзоскелет для инвалидов представляет собой особый тренажер, который удерживает тело человека в вертикальном положении, при этом приводя в действие механизмы, заставляющие обездвиженные конечности осуществлять простейшие движения. Благодаря этому мозг пациента формирует определенную модель движения, которую по прошествии длительного периода обучения может начать воспроизводить самостоятельно. Даже если экзоскелет для инвалида не справляется с задачей полного восстановления работоспособности конечностей, потерявших активность, обеспечение вертикального положения и возможность передвижения позволяют повысить качество жизни пациентов. Промышленный экзоскелет Промышленные предприятия внедряют экзоскелеты с целью предотвращения производственных травм, развития производственных заболеваний, а также для повышения выносливости и производительности труда работников.