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. Широкий выбор экзоскелетов для любой сферы бизнеса и индивидуального применения. 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.
Экзоскелет: от фантастики к реальности
Экзоскелет для грузчиков помогает при подъёме и переносе тяжелых грузов, увеличивает выносливость и снимает нагрузку с рук и спины. В Волгограде работает известный на всю страну инновационный центр, где ученые создают экзоскелеты для адаптации или полного восстановления утраченных двигательных функций. По сути, усиливающие экзоскелеты — это аналог DLC в компьютерных играх, дополнение к базовой версии игры.
6 применений экзоскелетов сегодня и в ближайшем будущем
Новости. Оснащенные клиники. Что экзоскелет — это не костюм из будущего, а уже необходимость для любого промышленного предприятия. 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. Алгоритмы управления экзоскелетом в автоматическом режиме воспроизводят максимально естественный для пациента паттерн ходьбы, что существенно ускоряет восстановление двигательной и нервной активности. Экзоскелет управляется с помощью смартфона, он же пульт-зарядное устройство из двух батарей.
Экзоскелет для инвалидов
Когда мы слышим слово экзоскелет перед глазами неизменно встаёт образ Роберта Дауни Мл., облачённого в пурпурно-золотую броню Железного человека, взмывающего в облака и разбрасывающего врагов человечества направо и налево. «Экзоскелет — это движение вперёд, и наши предприятия оборонно-промышленного комплекса, создающие высокотехнологичные вооружения, вполне успешно могут справиться с изготовлением экзоскелетов самого разного типа. Испытания прототипа на производственных объектах «Воркутауголь» показали, что экзоскелет принимает на себя до 90 % веса грузов массой до 60 кг. В этой статье рассказываем о современных экзоскелетах — что это такое, как они устроены и где применяются. 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
Конструкция была чрезвычайно объемной, громоздкой и охватывало все тело. Основное назначение Хардимана — помогать пользователю поднимать и переносить большие тяжести. Принимая во внимание то, как устроен экзоскелет от Дженерал Электрик примерно в тоже время 60-70-е года 20 века были разработаны экзоскелеты медицинского назначения: в институте Михайло Пупина в Сербии и в Университете Висконсин-Мэдисон в США. Однако в серийное производство технология была запущена только в начале двухтысячных и одной из первых моделей, помогающей восстанавливать двигательные функции человека был Lokomat. Какие бывают?
Чтобы обеспечить удовлетворение потребностей в различных областях инженерами были созданы несколько типов экзоскелетов. В первую очередь они могут быть активными и пассивными по принципу работы. Не сложно догадаться, что активный экзоскелет имеет в своем строении предусмотренный элемент питания, за счет которого и происходит движение приводов. Сразу можно представить в качестве аналога костюм «Железного человека» из фантастической киновселенной Marvel.
Устройства с электрическими приводами способны многократно увеличивать прилагаемую человеком силу. Подача команд на сами контроллеры осуществляются за счет воздействия определенного набора движений. При любом изменении в показателях веса, нагрузки, положения, система реагирует соответствующими действиями.
Для реабилитации Российская компания ExoAtlet предлагает медицинские экзоскелеты для реабилитации пациентов с травмами ног, заболеваниями опорно-двигательного аппарата или нервной системы, а также после инсультов. Устройства управляются при помощи кнопок, расположенных на костылях, а также от планшета сопровождающего человека и приводятся в движение благодаря сигналам от силомоментных датчиков и электромиограммы — то есть считыванием электрической активности мышц. Алгоритмы устройства и встроенные приводы повторяют естественную ходьбу человека. ExoAtlet весит около 20 кг, однако пациент не ощущает этот вес, поскольку движения автоматизированы и поддерживаются самой системой. Экзоскелет стоит около 4 млн руб. В рамках программы ExoRehabilitation устройства поставили в десятки российских клиник, а также в учреждения Турции, Казахстана и Португалии. С помощью них смогли восстановиться более 8 тыс. Международное подразделение компании уже предлагает версию ExoAtlet II с индивидуальными настройками. Так, она позволяет регулировать движения бедер и выворот стопы при ходьбе. Реабилитация пациентки с ДЦП Видео: YouTube Экзоскелеты также позволяют облегчить повседневную жизнь пациентам с тяжелыми заболеваниями. Они весят около 30 кг и выдерживают вес до 100 кг. С их помощью можно преодолевать препятствия, например ступеньки. В комплекте с WalkOn идет рюкзак, в котором находится аппаратура для отслеживания положения тела в пространстве и управления приводами. Он оснащен сенсорной панелью, которая позволяет индивидуально настраивать параметры ходьбы. WalkOn Suit Фото: angel-robotics. Экзоскелет, который производит компания, имеет функцию индивидуальной регулировки.
Они расположены в области коленных и тазобедренных суставов. Таким образом, пациент сам своим желанием и телом обуславливает процесс движения. Это является важным отличием от схожих систем других производителей. После инициирования движения самим пациентом, мозг регистрирует обратную связь от ног. Желание выполнить шаговое движение приводит к сгибанию и разгибанию суставов, изменению положения ног, что в итоге фиксируется мозгом и в результате создается обратная связь согласно схеме «желание и результат».
Roam Robotics - компания, которая разработала костюм, позволяющий смягчить нагрузку на суставы и облегчить движения по откосам. В настоящий момент этот костюм можно брать в аренду, но он пока недоступен для продажи. Дистанционное управление В 2014 году на выставке в Германии было представлено еще одно важное применение экзоскелетов. Лаборатория ESA продемонстрировала экзоскелет, позволяющий дистанционно управлять роботом. Вес экзоскелета — всего 10 кг, при этом он имеет возможность управлять роботом на расстоянии 400 км. Робот полностью повторяет движения человека, который надел экзоскелет. Сигналы посылаются с помощью обычной сети мобильной связи. По мнению разработчиков, эта технология имеет огромный потенциал, так как позволит проникать в те места, куда человеку проникнуть невозможно — как, например, для ликвидации последствий аварии на атомном реактора. Ученые уже давно работали над тем, чтобы можно было отправлять роботов вместо людей в районы аварий и катастроф, однако до сих пор остро стоял вопрос наличия электричества и сетей коммуникации. Новый экзоскелет работает на батареях и передает сигналы по мобильной связи. Таким образом, он может работать даже в таких районах, где разрушена инфраструктура. Пока робот получает сигналы по мобильной связи, он работает. Важно отметить также и то, что робот передает то, что он «чувствует» оператору, который носит экзоскелет. Эта сенсорная информация также очень важна, чтобы справиться со сложными ситуациями. Так, например, необходимо по-разному действовать, если нужно сдвинуть камень или вытащить из-под завалов человека. Космос Из предыдущего пункта логически следует возможность применения экзоскелетов в космосе, когда необходимо взять материалы на пробу или попасть в труднодоступные для человека районы.
В этом году российские военные получат первый серийный армейский экзоскелет
Содержал привод колено, привод бедра, аккумуляторы. Естественно, главный контроллер, который обрабатывал всю информацию, которая собирается сенсорной системой», — поясняет спикер. Устройство также обусловлено индивидуальностью человеческого тела — люди все разного роста, разной комплекции, и надо как-то обеспечить доступ к этому устройству людям с разными антропометрическими параметрами. Для этого были разработаны специальные механизмы настройки бедра, голени, стопы. Биомеханика ходьбы или как организм управляет экзоскелетом Единственным движителем в организме являются мышцы, их в ходьбе участвует более 200, и каждая из них работает строго в свою фазу шага, то есть локомоторного цикла, и если происходит какой-то сбой, то это уже ходьба неправильная, так называемая патологическая. И некоторые мышцы просто невозможно запустить, потому что, что-то произошло с элементами нервной системы, с этим уже ничего не сделать. При разработке экзоскелетов ученым пришлось изучать соматическую нервную систему и составляющие ее нейроны — принципы их действия, особенности передачи информации к мышцам в виде электрических импульсов, а также функционирование мышц, их синхронизацию во всем теле.
По данным издания "Военное обозрение" цель таких проектов от ЦНИИТочмаш — это создание экзоскелета, который снижает физические нагрузки, а также помогает преумножать собственные силы носителя экзоскелета. Источник: PowerWalk - Exoskeleton Report Перспективы С развитием технологий в области материалов, механики и информации экзоскелеты становятся все более продвинутыми в своей функциональности и более доступными для использования в различных областях. Уже сегодня ведется серьезная работа по модернизации существующих моделей. Теперь давайте поговорим об основных тенденциях развития экзоскелетов в каждом из направлений: - Энергопотребление. Основной проблемой большинства активных экзоскелетов все еще является довольно ограниченная емкость аккумуляторов при их относительно большой массе 25-30 кг. Согласитесь, это довольно большая нагрузка на человека носить на себе столько лишних кг.
В данный момент ведутся работы как по расширению мощностей самих экзоскелетов, так и по совершенствованию механизмов дополнительной подзарядки устройств и снижения расхода энергии. Разнообразие и изменчивость боевых условий, а также различие тактических задач делают важным такой критерий экзоскелетов как их универсальность.
Например, совместная разработка корпорации «Ростех» и МГУ для военных. Рядом с коленями установлены моторы, которые помогают бойцу с тяжелым рюкзаком преодолевать неровности и препятствия. А какой из моторов и когда включить, подсказывают сенсоры. Новых возможностей экзоскелеты дают уже массу — вопрос теперь только в том, чтобы цены на них снижались. Картина дня.
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. Подвижный и гибкий хвост служит противовесом… 0 Роботы Лаборатория биороботехники Университета Карнеги-Меллона CMU прославилась созданием модульного змееподобного робота. Изначально разработанный для проникновения в труднодоступные места при поисково-спасательных работах и проверок инженерной инфраструктуры, он стал родоначальником целого направления в области… 9 Роботы Американский разработчик роботов компания Sarcos Robotics сообщила о том, что Командование специальных операций США — USSOCOM заключило контракт на поставку полнотельных роботизированных экзоскелетов «Guardian XO», с помощью которых бойцы спецназа смогут переносить до 90 кг груза. Правда, для этого им потребуются экзоскелеты. И некоторые из них уже здесь. Исполнитель столь амбициозного заказа — оборонная корпорация Lockheed Martin. Теперь они официально принимаются на вооружение — рабочие на двух североамериканских заводах этого бренда получат в свое распоряжения сразу две модели. Первая предназначена для….
На ИННОПРОМ показали российский экзоскелет, который поставит инвалидов на ноги
Экзоскелет — конструкция с приводами — дает возможность человеку вместо 20 килограмм легко поднять все 40. Сообщить новость. Новости. #Все новости. Технология экзоскелетов представляет собой инновационный подход, который открывает новые перспективы в области медицины и промышленности. Экзоскелеты — это устройства, разработанные для усиления и поддержки движений человеческого тела. 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.
Экзоскелеты
Все новости по ключевому слову "экзоскелет" на сайте «Городские вести» (всего 22 публикаций). первые российские промышленные экзоскелеты, успешно применяемые на крупнейших предприятиях Exorise - это доказанная эффективность решений и уникальные запатентованные технологии. Новости компании.
Какими способностями наделяют людей «умные» экзоскелеты
Такие работы идут постоянно, специальным войскам и так далее, экзоскелеты часто бывают необходимы. Такие вещи уже применяются в медицине, но там, как правило, обычные механические экзоскелеты. Есть экзоскелеты, которые позволяют ходить людям, которые вообще без них ходить не могут». Технология экзоскелета уже используется в оснащении подразделения наших саперов, которые служат в Сирии. Правда, пока она тестируется в пассивном режиме, то есть их образцы без двигателей и работают за счет механики.
Благодаря этому фактически обездвиженные люди могут стоять и ходить. Кроме того, он быстро настраивается под любого пациента, — рассказал инструктор-методист по экзореабилитации Владислав Никулин.
Возможность использования экзоскелета для каждого пациента определяется в индивидуальном порядке, с учетом истории заболевания и текущего состояния. Для того, чтобы узнать как и где пройти реабилитацию или как купить эксзоскелет, обращайтесь к нашим специалистам. Оставьте заявку на консультацию ExoAtlet - это экзоскелет для медицинской и социальной реабилитации Экзореабилитация - это уникальный способ нейрореабилитации, позволяющий ускорить восстановление и повысить качество жизни поциантов с последствими перенесенного инсульта, травматической болезни спиного мозга, ДЦП, рассеяным склерозом и другими нозологиями. Более 1 000 000 шагов прошли в общей сложности "пилоты" ExoAtlet в 2015-2017 годах. Результаты российских клинических исследовани говорят о том, что применение экзоскелета ExoAtlet в реабилитационном процессе безопасно и эффективно. Реабилитация приводит к повышению толерантности и физическим нагрузкам, увеличению силы мышц, повышению устойчивости при ходьбе, уменьшению спастичности, нормализации артериального давления, улучшению функций желудочно-кишечного трактаи мочеполовой системы. Положительные изменения отмечаются в психологическом статусе пациентов, в частности, уменьшением степени выраженной депрессии. Эти выводы сделаны на основании результатов четырнадцатидневных курсов реабилитации пациентов с ТБСМ. Производство экзоскелетов Производство экзоскелетов в России и в Мире - это большой шаг на встречу будущим технологиям, которые помогают и облегчают жизнь людям, которым это необходимо. Появляются все больше медицинских учреждений, которые оснащенны современным реабилитационным оборудованием высшего класса, которые внедряют в нашу жизнь новые медицинские технологий и воплощают их в реальность. Тренировки в экзоскелетах являются ключевым трендом в реабилитации пациентов с локомоторными нарушениями во всем Мире.
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. Конструкции поддерживают руки и плечи таким образом, что нагрузка от постоянного удерживания тяжелых инструментов уменьшается. Так, EksoVest Bionics задействовала механизм на пружинах в обеих руках экзоскелета, чтобы человеку было проще удерживать на весу тяжелые предметы. А экзоскелет от компании Levitate Technologies использует систему колесиков с приводами для решения аналогичной задачи. Он представляет собой пояс с четырьмя приводами, которые крепятся к бедрам. Встроенная технология ИИ анализирует походку в режиме реального времени, регулируя поддержку мышц в различных условиях, включая пологие склоны, неровные каменистые тропы, крутые деревянные лестницы и неровные каменные ступени.
«Мы даем парализованным людям возможность ходить»
С тех пор я делают его сам. Медицинский экзоскелет управляется наклоном с помощью встроенного гироскопа устройство, способное реагировать на изменение углов ориентации тела. Человек наклоняется — ноги начинают ходить. Выпрямляется — встают. Все медицинские экзоскелеты управляются примерно одинаково. И делать такие экзоскелеты у нас нет права. Но мы не отчаялись, будем работать над ними дальше. Экзоскелет, похожий на человека Для работающего экзоскелета недостаточно знаний физики. Чтобы сделать управление ногами более точным, Леониду пришлось погрузиться в изучение бионики как преобразовать человеческие биотоки в импульсы, управляющие работой экзоскелета и кинематики чтобы экзоскелет смог не только ходить прямо, но и делать разные движения — приседать, бегать, ходить гуськом, обходить препятствия. Видео испытания экзоскелета, умеющего бегать и ходить гуськом В этой модели добавлена возможность управления экзоскелетом биотоками.
Контакты прикрепляются к местам, где мышцы наиболее активны, мышца сокращается, образуется импульс тока, усилитель снимает его, передает в приводы экзоскелета, и так они могут повторять человеческие движения, объясняет Леонид. Леонид делает экзоскелеты на заказ — в основном это такелажные устройства и для военных. Средняя стоимость одного — 60 000 рублей. И работает с коллегами над созданием универсального медицинского экзоскелета и экзоскелетов для спасателей для разборки завалов они должны моментально сниматься, но пока решения этой проблемы нет. Коронавирус мешает ученым Многие компоненты для создания экзоскелетов заказывают из Китая —получается дешевле. Города и границы закрыты, детали не идут, продавцы молчат. Работаем с тем, что в запасе осталось, - говорит Леонид. Игрушки для жизни Все свои "игрушки" как он их сам называет Леонид создает в собственном доме в Торжокском районе. Там он обустроил настоящий завод по разработке и производству экзоскелетов и целыми днями напролет усовершенствует модели.
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. Такая возможность появилась с возникновением интерфейсов мозг-компьютер.
При любом изменении в показателях веса, нагрузки, положения, система реагирует соответствующими действиями. В отличие от активных пассивные экзоскелеты не требуют источника дополнительного питания, а весь их принцип действия базируется на основных законах механики. На данный момент существуют персональные вспомогательные подъемные устройства и устройства возврата, которые не предусматривают возможность сгибания. Оба имеют раму, которая выполняет основную функцию поддержания и распределения нагрузки.
Более подробно об особенностях тех и других моделей описано в статье «Чем отличается активный экзоскелет от пассивного? Также экзоскелеты делятся в зависимости от метода ношения: для рук; для коленных суставов; для спины. Механизмы используются как самостоятельные вспомогательные устройства так и в качестве элементов целого костюма. В качестве примера можно привести комбинацию элементов для рук и спины, которые часто применяются операторами для ведения более чистой и качественной съемки. Где применяются? Эта уникальная и полезная разработка может применяться во многих сферах человеческой жизни, делая ее более комфортной, легкой и удобной. Области наиболее активного применения технологии следующие: Медицина.
Поддерживающие каркасы необходимы тем пациентам, которые частично или полностью утратили возможность полноценно двигаться.
Конструкция была чрезвычайно объемной, громоздкой и охватывало все тело. Основное назначение Хардимана — помогать пользователю поднимать и переносить большие тяжести. Принимая во внимание то, как устроен экзоскелет от Дженерал Электрик примерно в тоже время 60-70-е года 20 века были разработаны экзоскелеты медицинского назначения: в институте Михайло Пупина в Сербии и в Университете Висконсин-Мэдисон в США. Однако в серийное производство технология была запущена только в начале двухтысячных и одной из первых моделей, помогающей восстанавливать двигательные функции человека был Lokomat. Какие бывают? Чтобы обеспечить удовлетворение потребностей в различных областях инженерами были созданы несколько типов экзоскелетов. В первую очередь они могут быть активными и пассивными по принципу работы. Не сложно догадаться, что активный экзоскелет имеет в своем строении предусмотренный элемент питания, за счет которого и происходит движение приводов.
Сразу можно представить в качестве аналога костюм «Железного человека» из фантастической киновселенной Marvel. Устройства с электрическими приводами способны многократно увеличивать прилагаемую человеком силу. Подача команд на сами контроллеры осуществляются за счет воздействия определенного набора движений. При любом изменении в показателях веса, нагрузки, положения, система реагирует соответствующими действиями.
На ИННОПРОМ показали российский экзоскелет, который поставит инвалидов на ноги
В этой статье вы узнаете, на что способны экзоскелеты и где они применяются уже сегодня. Что такое экзоскелет Экзоскелет — это технологический механизм, предназначенный для восполнения утраченных функций человека, а также для усиления его мышечных способностей. Современные модели способны увеличить силу в несколько раз или дарить радость движения почти парализованному человеку. Они применяются во многих сферах на производстве, в медицине и в военной сфере. Но обо всем по порядку. История создания экзоскелетов Первый механизм экзоскелета был спроектирован российским изобретателем-самоучкой Николаем Фердинандовичем Ягном еще в 1889 году. Аппарат, получивший название «эластипед», представлял собой систему пружин и поршней, которая крепилась к человеку с помощью эластичных ремней. По задумке Ягна, при сгибании конечностей во время ходьбы пружины должны были аккумулировать энергию и придавать телу дополнительный импульс. Источник: Wikipedia Однако из-за технических ограничений того времени, а также недостатка опыта проект Ягна так и остался на чертежах, а сам ученый довольно быстро переключил свое внимание на разработку изобретений в сфере воздухоплавания и подводных аппаратов. Первый прототип экзоскелета, который был воплощен «в железе», создали только в 1960-е годы.
Механизм мог поднимать груз весом 110 кг при усилии всего 4,5 кг, однако был непрактичным из-за своей значительной массы в 680 кг. Кроме того, во время экспериментов инженерам никак не удавалось совладать с неконтролируемыми движениями экзоскелета, поэтому они так и не решились облачать в него человека, и в конце концов проект пришлось закрыть. Источник: Wikipedia Позднее было еще несколько разработок, но свое бурное развитие экзоскелеты получили только в начале 21 века. Одним из первых реальных применений подобных устройств стала реабилитация ходьбы у пациентов с инсультом и травмами спинного мозга. Ранним примером стал экзоскелет компании Lokomat. Устройство было создано в 2001 году и до сих пор используется в больницах и реабилитационных центрах по всему миру. Источник: Аппарат для реабилитации Lokomat. 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.
Управляет механикой двухъядерный процессор с частотой 240 МГц и элементами ИИ. Отслеживается так же пульс пользователя и есть поддержка фирменного мобильного ПО. Тут в отличие от решения от Hypershell , пиковая мощность, добавляемая на ноги 900 Вт или 1,2 л. Масса носимой части от 1,6 до 1,9 кг.
Что такое экзоскелет Да, экзоскелет — это своеобразный «костюм» или устройство, которое способно увеличивать физические возможности человека, за счет особого строения каркаса. Приставка «экзо» в переводе с латыни означает внешний, то есть внешний скелет. Устройство разработано таким образом, что способно полностью повторять биомеханику человека и пропорционально увеличивать его физические показатели. Подробнее об одной из отечественных моделей рассказывается в статье «Экзоскелет «Ратник-3» — будущее пехоты армии РФ». История создания экзоскелетов В середине 20 века велась разработка экзоскелетов сразу в нескольких странах одновременно. Одними из первых, кто добился в этом успеха стала компания General Electric из Америке, а устройство получило название Hardiman. Конструкция была чрезвычайно объемной, громоздкой и охватывало все тело. Основное назначение Хардимана — помогать пользователю поднимать и переносить большие тяжести. Принимая во внимание то, как устроен экзоскелет от Дженерал Электрик примерно в тоже время 60-70-е года 20 века были разработаны экзоскелеты медицинского назначения: в институте Михайло Пупина в Сербии и в Университете Висконсин-Мэдисон в США. Однако в серийное производство технология была запущена только в начале двухтысячных и одной из первых моделей, помогающей восстанавливать двигательные функции человека был Lokomat. Какие бывают? Чтобы обеспечить удовлетворение потребностей в различных областях инженерами были созданы несколько типов экзоскелетов.
На рынок выходит лишь незначительная часть разработок. 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.