Команда разработала тренажерный комплекс для тренировки спастической кисти руки, включающий экзоскелет и управляемый интерфейсом мозг-компьютер (ИМК). Экзоскелет ЭкзоАтлет доступен для индивидуального пользования дома, на работе или для других ежедневных задач. На ИННОПРОМ-2023 представлена уникальная российская модель экзоскелета для реабилитации людей с ограниченными возможностями, конкретно — с нарушением функций ходьбы.
Контакт-центр
- Снова на ноги
- Содержание
- В «Ростехе» создали экзоскелет для руки: говорят, в России аналогов нет
- Железные мышцы: уникальный экзоскелет создали в России — 08.12.2022 — В России на РЕН ТВ
Железные мышцы: уникальный медицинский экзоскелет создали в России / РЕН Новости
Условно все экзоскелеты можно разделить на два вида: те, что восполняют утерянные возможности, и те, что усиливают имеющиеся. Уникальный промышленный экзоскелет презентовали Михаилу Мишустину в Норильске. Сибирские изобретатели создали универсальную конструкцию, которая способна в несколько раз снизить нагрузку на организм рабочих. Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях. Экзоскелет снижает нагрузку на опорно-двигательный аппарат в два раза, позволяет нести до 60 килограммов груза и может адаптироваться под особенности бойца. Уникальную возможность предоставили российские изобретатели, они разработали многофункциональный экзоскелет. Рассмотрев особенности экзоскелетов, отметим, что эти технические устройства – не только инструмент для получения сверхсилы, но и последний шанс ходить для парализованный людей.
Какими способностями наделяют людей «умные» 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. В «Ростехе» сказали, что результаты боевого применения экзоскелета положительные.
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.
У существующих активных экзокостюмов есть проблема — они очень малоподвижны. Человек не может, например, бегать в промышленном костюме, он даже ходит в нем с трудом, поскольку конструкция очень массивная. Пассивный бронированный экзоскелет. Фото из личного архива собеседника — Какой первый груз ты поднял, когда сконструировал свой экзоскелет? Какие были ощущения? 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.
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.
Мозг пациента посылает к мышцам нервные импульсы, необходимые для осуществления движения.
Парализованный человек обычно не может корректно принимать эти нервные сигналы в мышцах конечностей, но при подключении HAL такая возможность появляется. Она умеет считывать слабые вторичные биоэлектрические импульсы потенциалы , возникающие при передаче сигналов от мозга к мышцам, с поверхности кожи человека. При обнаружении этих сигналов HAL интерпретирует движение, о котором подумал пациент, и выполняет его, что позволяет человеку двигаться. Самое интересное в том, что HAL может потенциально помочь парализованным людям двигаться без экзоскелета. Это достигается потому, что при каждом использовании HAL мозг пациента получает позитивную биологическую обратную связь от нижних конечностей о том, что желаемое движение было выполнено успешно.
Но пройдет еще немало времени, прежде чем улучшенные версии HAL смогут обучать инвалидов двигаться без посторонней помощи. Выбравшись за пределы комиксов и фильмов, таких как «Бросок кобры», экзоскелеты теперь помогают солдатам в полевых условиях Гидравлический экзоскелет HULC помогает солдатам выдерживать сверхчеловеческие нагрузки, позволяя нести до 90 кг груза по пересеченной местности в течение нескольких часов без перерыва, сохраняя при этом максимальную мобильность. Это достигается путем увеличения возможностей солдата с помощью активных титановых ног и экзоскелета, управляемого компьютером и оборудованного встроенным источником питания. Этот механизм переносит вес груза на землю, обеспечивая при этом солдата силами для продолжительного, быстрого перемещения в области военных действий. Благодаря усовершенствованной композитной конструкции и специальным материалам, HULC защищает своих пользователей от повреждений опорно-двигательного аппарата, вызываемых переносом тяжелых грузов.
В действительности, если учесть, что HULC может также повысить эффективность обмена веществ человека, уменьшить потребление кислорода и снизить вероятность утомления, сложно представить будущее вооруженных столкновений без подобных механизированных воинов. Разве вы не будете поражены, если узнаете, что антиробот весит около 3,5 тонны и возвышается над землей на 4,2 м? Антиробот «Простесис» — впечатляющее расширение возможностей человека Пилот может перемещать такую огромную машину собственным усилием благодаря интерфейсам, крепящимся к рукам и ногам и передающим движения конечностей человека четырем гидравлическим ногам робота. Точность управления и обратной связи такова, что через некоторое время управляющий роботом человек начинает ощущать экзоскелет как естественное дополнение к своему телу и, когда нагрузка на конечности робота увеличивается, человеку тоже становится труднее двигаться. Система подвески помогает пилоту ощущать, когда ноги робота касаются земли.
Проект «Простесис» разрабатывался исключительно при помощи добровольцев. Антиробот прекрасно демонстрирует возможности экзоскелетов. Не так сложно представить в ближайшем будущем механизированных строителей, с легкостью перемещающих огромные грузы. Во время ношения экзоскелета люди с тяжелыми заболеваниями двигательного аппарата после перенесенного инсульта, повреждения спинного или головного мозга, могут вновь освоить правильные алгоритмы ходьбы и переноса веса. Это элементарные движения, которые здоровые люди совершают, не задумываясь.
Экзоскелет: назначение, принцип работы и разновидности
По сути, усиливающие экзоскелеты — это аналог DLC в компьютерных играх, дополнение к базовой версии игры. Это погрузочный экзоскелет, с помощью которого человек может поднимать тяжести – 48 килограммов на каждую руку. Специалисты спроектировали экзоскелет, который позволяет человеку развивать высокую скорость, прикладывая минимум усилий. Ведущие страны занимаются разработкой экзоскелетов для включения в перспективные боевые экипировки. Сообщается, что экзоскелеты для медицинских работников, выполняющих длительные операции, являются настоящим спасением, учитывая огромную нагрузку на опорно-двигательную систему при длительном стоянии.
Экзоскелеты и их применение
Летать словно птицы, а тяжести поднимать не хуже слона! Эти сверхспособности дарят наши ученые. Разработку промышленных экзоскелетов изучил Андрей Негру. Новости. Оснащенные клиники. Экзоскелет ProEXO разработан для оптимизации процессов на производстве и позволяет выполнять широкий перечень операций, повышая до двух раз производительность труда в компаниях, где используется физический труд. В 2020 году, по данным Международной федерации робототехники (IFR), рынок экзоскелетов составлял 11,2 тыс. штук ($100,5 млн), в 2023-м ожидается его прирост до 20 тыс. ($272 млн).
В «Ростехе» создали экзоскелет для руки: говорят, в России аналогов нет
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. Уникальную возможность предоставили российские изобретатели, они разработали многофункциональный экзоскелет. С экзоскелетом больной получает возможность вставать, садиться, ходить, подниматься и спускаться по лестницам без посторонней помощи.
Экзоскелет для рабочих от Ростеха
Давайте рассмотрим наиболее популярные модели современных экзоскелетов. Экзоскелет REX - одна из немногих моделей, которая может использоваться в бытовых условиях. Модель REX P предназначена для реабилитации и использования в домашних условиях. Можно ее использовать и для передвижения вне дома, но это довольно проблематично из-за значительных габаритов устройства. Рассчитана на пользователей с нарушениями работы опорно-двигательного аппарата, в т. Позволяет идти вперед и назад, повернуться, сесть и встать, стоять на одной ноге, идти по лестнице и по наклонным плоскостям.
Высокоемкостной съемный аккумулятор позволяет использовать экзоскелет весь день. Когда пользователь не двигается, заряд батарей не тратится. Управляется с помощью джойстика и кнопок управления. Довольно прост и удобен в управлении. Надевается 5-10 минут.
Вес - 38 кг. Рассчитан пользователей с ростом от 1 м 42 см до 1 м 93 см и массой тела до 100 кг. Цена - от 8 млн. Ekso GT Производится американской компанией Ekso Bionics, которая разрабатывает и производит интеллектуальные экзоскелеты различного назначения, в т. Ekso Bionics применяется для реабилитации пациентов с заболеваниями и травмами спинного мозга, поражениями опорно-двигательной системы, нейромышечными заболеваниями.
Конструкция позволяет удерживать тело пациента в вертикальном положении, таким образом, он работает только со своим весом. Оснащен системой стабилизации и поддержки голеностопного сустава. Регулирует угол сгибания тазобедренного и коленного суставов, выбирая наиболее оптимальный. Вес - 21,4 кг. Рассчитан на пациентов с массой тела до 100 кг, ростом о 1 м 60 см до 1 м 90 см и шириной бедер до 42 см.
Цена - от 7,5 млн. ReWalk Один самых совершенных и продвинутых экзоскелетов. Производится израильской компанией ReWalk Robitics. В настоящее время выпускается уже шестая модель экзоскелета этой компании - ReWalk Personal 6. Экзоскелеты ReWalk предназначены для реабилитации и использования в повседневной жизни.
Оборудован рамой поддержки таза и голеностопными каркасами, имеет сенсоры наклона, оснащен интеллектуальной системой управления и наручным коммуникатором, с помощью которого и осуществляется управление экзоскелетом.
Кроме того, Госкорпорация участвует в реализации комплексных инфраструктурных проектов, которые делают медицину более доступной для жителей различных регионов России», — сказал заместитель генерального директора Ростеха Александр Назаров. Пока в «Ростехе» не рассказали об особенностях отечественного экзоскелета, как и не поделились информацией о стоимости новинки. Вероятнее всего, если проводить аналогию с бионическим протезом SmarLi, который был представлен в конце сентября, российская разработка будет значительно дешевле существующих на рынке иностранных аналогов.
В распоряжении медика будет вся статистика по каждому пациенту, его индивидуальные характеристики и другая необходимая информация. За 15 минут посещения пациента лечащий специалист получит конкретные цифры, по которым сможет судить, есть ли прогресс в лечении или его стоит поменять, рассказали в Московском политехе.
После того как диагностическая функция устройства будет отработана, инженеры займутся его настройкой для коррекции походки. Для этого в конструкцию скелета включены моторы. Если пациент ходит неправильно, двигатели будут корректировать его движения.
Однако сейчас в голове у людей это слово вызывает скорее образ не краба, а персонажа из какого-нибудь фантастического фильма. 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. По крайней мере, именно тогда он получил соответствующий патент на «аппарат для облегчения ходьбы». Устройство позволяло быстрее бегать, выше прыгать и меньше уставать. В «экзоскелете» Ягина не было активных усилителей, а для увеличения тяги применялся газ. Кстати, его современным аналогом можно назвать так называемые «джамперы». Спустя примерно 70 лет появился первый экзоскелет в его нынешнем понимании.
Конструкцию разработали совместными усилиями компания General Electric и американские военные. Модель Hardiman не отличалась изящным внешним видом: это был массивный и тяжелый механизм, способный поднимать огромный вес. Технические сложности не позволили развить проект, который был закрыт еще до испытаний с участием человека: отдельные компоненты работали, а вот в виде собранного экзоскелета он представлял угрозу для испытателя. Идея создания подобных устройств продолжала будоражить умы ученых и инженеров, но долгое время ничего путного и практичного они выпустить не могли. Наиболее интересные экземпляры до последнего времени можно было наблюдать лишь в фантастических фильмах. В первую часть нашего топа экзоскелетов и экзокостюмов включены именно они. Фантастика, да и только 1. Caterpillar P-5000 Power Loader из фильма «Чужие» 1986 года. Он задумывался как механизм с четырьмя конечностями, однако после выхода картины «Звездные войны: Эпизод 5 — Империя наносит ответный удар» Джеймс Кэмерон посчитал его слишком похожим на шагающих AT-AT. Mitsubishi MK-6 Amplified Mobility Platform P-5000 — эдакий работяга, способный увеличивать силу человека в тысячи раз и поднимать груз до четырех тонн.
В качестве источника питания применялась водородная батарея, имелось три двигателя для приведения в действие подъемника и нижних конечностей. Даже сегодня такой механизм, придуманный десятилетия назад, в случае его появления стал бы отличным помощником человеку на предприятиях. Да и конструкция его, как и возможности, не выглядит столь уж фантастической. Кстати, помимо P-5000, в «Чужих» во всей франшизе есть еще один пример экзоскелета — это, собственно, сами ксеноморфы на некоторых стадиях своей жизни. Устройства впервые встречаются в фильме «Матрица: Перезагрузка», в действии же их можно наблюдать в «Революции»: обе картины вышли в 2003 году весной и осенью соответственно. Согласно истории вымышленного мира, всего было выпущено 120 тыс. В отличие от P-5000, APU являлись боевыми единицами с двумя 30-мм скорострельными пулеметами — по одному на каждой верхней конечности.
Что такое экзоскелет
Колени также страдают от перегрузок и являются проблемной зоной многих работников. Чтобы обеспечить хорошую механическую защиту колена, голени, бедра, помочь человеку разогнуться и снизить усталость, когда он долго работает на корточках, был разработан скелет X-Jump. Идет движение в сторону разработки активных скелетов — это вычислительные процессы для управления, аналитическая платформа внутри скелета, персонализация. Человек — организм, снабженный двумя мозгами: головным и спинным. Головной мозг посылает сигнал спинному мозгу, а спинной мозг — сигнал мышцам рук и ног.
Активные экзоскелеты помогают людям с нарушенными нейронными связями снова ходить и двигаться. Это обратный процесс: сам экзоскелет учит человека получать сигналы. Мы считаем, что будем хорошим толчком развития системы наподобие Neuralink Илона Маска. Сертификация Изначально, когда мы выходили на рынок, мы понимали, что нормативно-правовой документации по экзоскелетам в России нет, и нет понимания, что такое «экзоскелет».
Это СИЗ, это какой-то инструмент, это средство малой механизации? А само понятие в законодательстве просто отсутствовало. С 2019 года в России работает инициативная группа по созданию экзоскелетов, в которой есть медики, ФСС, Минтруд, представители крупнейших промышленных предприятий, также туда входят и производители российских экзоскелетов. Цель— создать нормативно-правовую базу, документы, на которые можно будет ссылаться, чтобы постепенно прийти к сертификации экзоскелета как СИЗ, поскольку сейчас экзоскелеты не сертифицированы.
Уже готовы 3 ГОСТа по экзоскелетам и готов перечень предупредительных мер, есть первичная документация. С сентября 2023 года начинает действовать перечень предупредительных мер. Была проделана большая работа, которую рассматривал Минтруд, ФСС. Совсем скоро экзоскелет станет полноценным средством индивидуальной защиты.
Главная проблема торможения развития экзоскелетов в России — отсутствие нормативной базы. Пока экзоскелеты на законодательном уровне не стали средствами индивидуальной защиты, российские предприятия не могут их свободно использовать. Например, ПАО «Сургутнефтегаз» — предприятие с большой долей государственного участия, поэтому без сертификатов и ГОСТов они не могут внедрять экзоскелеты в производство, несмотря на то, что им это интересно. ПАО «Северсталь» — предприятие с более продвинутым менеджментом.
Компания осознала, что им это необходимо, поэтому они взяли скелеты на тестирование, самостоятельно написали проект тестирования, провели испытания, а после — собрали обратную связь и по результатам работы написали рекомендации, на каких участках производства рекомендуется использовать экзоскелет с целью снижения риска и нагрузки на ОДА. После того, как в России будет создана нормативная база, регламентирующая использование экзоскелетов, многие компания из-за рубежа придут на наш рынок. Долгое время рынок экзоскелетов оставался неразвитым в России: информация о носимых устройствах отсутствовала, и они не были востребованы среди компаний. Выставки 2021-2022 годов зародили к ним интерес и стали драйвером их распространения.
Если в будущем зарубежные компании придут в Россию, это принесет положительный эффект. У нас удивительный менталитет российского человека: если что-то предлагают, да еще и бесплатно — «Это забота о тебе, Петрович! Процесс внедрения экзоскелетов очень сложный. Самое главное и трудное — объяснить работнику, что это не троянский конь, что никто не хочет увеличить нормы труда, усложнить работу, повысить требования, а напротив, компания хочет помочь работнику чувствовать себя здоровее.
Когда мы были в Сибири на испытаниях, местные работники рассказывали, с какими сложностями на своих предприятиях они внедряли пластиковые метлы. У них были деревянные веники, а потом им принесли новые — из пластика. Кажется, что это мелочь, но люди не приняли перемены, ругались, протестовали, прятали старые веники и тайно ими пользовались.
Компания Enhanced Robotics Гонконг предлагает новую, спортивную версию экзоскелета — Sportsmate 5. Они испытали прототип «сапог-скороходов», которые не улучшают физические возможности человека, но позволяют ему вернуть утерянную из-за недугов скорость перемещения. Разработанная компанией Furrion Exo-Bionics модель представляет собой четвероногую машину весом более 4 тонн, способную поднимать автомобиль, взбираться на валуны и бегать по снегу. Однако, конечная… 0 Роботы Нередко на процесс реабилитации людей, перенесших инсульт, уходят многие месяцы и даже годы.
Эту ситуацию призван изменить роботизированный экзоскелет верхней части тела SHR, разработанный компанией Harmony Bionics Техас. Сделать массаж или поднять над головой штангу с ее помощью пока не получится, а вот пробить стену кувалдой или аккуратно собрать яблоки с дерева — без проблем. Система… 28 Гаджеты Инженер-механик Дэвид Браун из Университета Вандербильта США разработал концепцию устройства, которое устраняет главное преимущество велосипедистов перед бегунами. 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.
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.
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. Экзоскелеты для строительства Зачастую рабочие на строительных площадках вынуждены часами работать с тяжелым инструментом в неудобном положении. Например, держать над головой болгарку или перфоратор. Чтобы снизить риск получения травмы и облегчить выполнения задачи, экзоскелеты для рук и спины являются незаменимым решением. Экзоскелеты для бега и ходьбы Экзоскелет для бега ходьбы — это вспомогательное устройство, которое изменяет динамику конечностей и суставов пользователя для уменьшения усталости во время естественной ходьбы и бега. Следует отметить, что экзоскелет для бега — это именно вспомогательное устройство, что отличает его от медицинских экзоскелетов, которые помогают восстановлению двигательных функций и координации после травм и заболеваний. Может применяться почтальонами, курьерами, военными.