Подходит такой экзоскелет и для пациентов с ДЦП, когда нужно заставлять работать центральную и периферическую нервную систему в синергии, что нарушено у таких пациентов с рождения. Киберпротезы, нейроинтерфейсы, экзоскелеты: как развиваются технологии, которые помогают людям, что они могут уже сейчас и что ждет нас в будущем. В фильмах часто показывают, что экзоскелеты способны сделать из человека настоящего супергероя, который может прыгать на здания, бегать быстрее автомобиля и быть пуленепробиваемым. 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. Экзоскелет: от фантастики к реальности Информационные материалы и новости категории "Здоровье" Статьи и публикации портала DISLIFE.
Экзоскелеты: принцип действия, конструкция, применение
ExoHeaver Holdupper — пассивный экзоскелет, имеющий механизм параллельной кинематики, предназначенный для разгрузки верхних конечностей пользователя при работе с тяжелым инструментом или грузом весом до 20 кг. При наклоне туловища или приседании в гидроцилиндрах экзоскелета аккумулируется избыточное давление, которое высвобождается при возвращении тела в исходное положение, создавая в этот момент дополнительное усилие для разгрузки соответствующих мышц. Вес изделия версии V2. Гидроцилиндры рассчитаны минимум на 250 тыс. Температура окружающей среды в процессе эксплуатации должна быть выше нуля. Применяемые экзоскелеты используются для увеличения силы солдат; также, роботизированные опоры для ног способны помочь парализованным людям ходить, могут использоваться работниками атомных электростанций и сотрудниками МЧС в случае стихийных бедствий. Костюмы ActiveLink разработаны таким образом, что пользователи могут закрепить их и начать работать за 30 секунд или меньше. Приведенные в действие экзоскелеты для реабилитации или других медицинских применений часто используют датчики электрической активности мышцы, которые требуют времени для калибровки. Экзоскелет компании Nuytco Research Ltd[ править править код ] Твёрдый костюм позволяет дайверам погружаться под воду на глубину 1000 футов. Экзоскелет сделан из алюминиевого сплава A536. Вес — от 225 килограмм.
Максимальное время погружения — 50 часов. RL Mark VI позволит спускаться с высоты до 62 миль 100 км над земной поверхностью на самом краю космоса и приземляться вертикально с использованием гироскопических ботинок вместо парашюта. Этот костюм повысит безопасность и производительность на пилотируемых космических полетах, обеспечит средства для выхода из возможных катастрофических аварий и расширит возможности космического туризма и научных исследований. Российский экзоскелет эндохирурга[ править править код ] В 2019 году волгоградские врачи Александр Воробьёв и Фёдор Андрющенко представили первый экзоскелет хирурга, призванный облегчить выполнение многочасовых эндоскопических операций путём снижения нагрузки с позвоночника и рук хирурга. В литературе и комиксах[ править править код ] Одно из первых и самых известных [28] изображений боевого экзоскелета в научной фантастике представлено в романе Роберта Хайнлайна « Звёздный десант » 1959. Герои романа применяют бронированные боевые скафандры с интегрированными экзоскелетами, позволяющими бегать, прыгать на большую высоту при помощи встроенных ракетных двигателей, оснащенные разнообразным вооружением и оборудованием. Образ, созданный Хайнлайном, заложил основу представлений о силовой броне в фантастике и повлиял на многие последующие произведения; он упоминается как источник вдохновения создателей Warhammer, StarCraft и многих других вселенных. Чуть более раннее представление концепции брони с экзоскелетом содержится в романе «Том Свифт и его реактивный морпех» Tom Swift and His Jet Marine из многоавторской серии « Том Свифт », опубликованном в 1954 году. В комиксах серии « Железный человек » издательства Marvel и их экранизациях рассказывается, как главный герой, Тони Старк, создал серию экзоскелетов, способных летать и оснащённых разнообразным вооружением и приспособлениями.
Первое место мы отдаем тому экзоскелету, необходимость в котором действительно очевидна. Система ReWalk имеет уже шестую версию и является коммерческим продуктом. Первоначально было выпущено две модели устройства: одна применялась медицинскими учреждениями для исследований и терапии под присмотром врачей, вторая предназначалась для персонального применения. Экзоскелет ReWalk помогает пациентам, которые по тем или иным причинам не способны передвигаться самостоятельно. Система состоит из «рюкзака» весом в 2,3 кг, в котором размещаются батарея и Windows-компьютер, и «ног» общим весом в 21 кг. Емкости батареи достаточно для трех часов беспрерывной ходьбы, заряжается она около восьми часов. Устройство, которое изготавливается по индивидуальному заказу, работает в трех режимах: оно поддерживает человека при ходьбе, сидении и стоянии. Некоторые пользователи жалуются на чрезмерный вес системы и ее высокую стоимость в США страховка не покрывает затраты на покупку экзоскелета. Аналогом ReWalk является проект Indego, который пока не доступен для покупателей и используется в исследовательских целях и медицинскими учреждениями. Его продажи могут начаться в 2015 году. Имеются и другие проекты, ориентированные на реабилитацию людей с нарушениями опорно-двигательного аппарата. Экзоскелет Rex можно отнести к категории «Очевидное — невероятное». Он не только дает силу не способным сокращаться мышцам, но и управляется с помощью мыслей. Первым полностью парализованным человеком, подключенным к системе искусственной вентиляции легких, стал 21-летний Роб Кэмм, попавший в 2013 году в автомобильную аварию. Бывший спортсмен не сдался и продолжил вести активную жизнь в соответствии со своими возможностями. В итоге ему удалось сделать несколько почти самостоятельных шагов. Для приведения экзоскелета в движение используется специальный шлем с 79 электродами, которые снимают показания мозговой активности и трансформируют их в команды для машины. Очевидно, что первые шаги даются Робу с огромным трудом, однако предоставленная молодому человеку возможность приводит его в восторг. Всего выпущено 17 таких механизмов. Они доступны только в медицинских учреждениях. При подъеме и переноске тяжестей всю нагрузку на себя берет экзоскелет, в противном случае появилась бы опасность травмирования оператора. У HULC нет «рук» — их заменяет специальный подъемный механизм Для определения движений оператора применяется набор сенсоров, а встроенный компьютер в режиме реального времени обрабатывает полученные данные и дает команды приводам. По словам директора предприятия, в будущем цена может снизиться. По каким-то причинам информации о нем не так много.
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. Парализованным людям приходится осваивать их заново, костюм помогает им в этом и записывает каждое движение для последующего анализа. Уникальная возможность записи, встроенная в экзоскелет Ekso Bionic, предусмотрена для каждого нового пациента с первой тренировки. Облачение в костюм занимает всего пять минут, так как костюм крепится к обычной одежде. Ekso Bionic имеет несколько встроенных режимов обучения и способен научить своего парализованного владельца ходить правильно с разной скоростью. Костюм разработан только в 2005 году, и на этом примере легко увидеть, как технологии меняют нашу жизнь. Его дизайн повторяет внешний вид боевых мехов из популярной научной фантастики, таких как вездеход AT-ST из серии фильмов «Звездные войны». К сожалению, стоимость «Ленд уокера» в настоящее время очень высока — экземпляр можно приобрести за 36 млн иен примерно 18 млн рублей , поэтому пройдет еще некоторое время, прежде чем каждый из нас сможет топать в таком костюме на работу. Производительность текущей модели «Ленд уокера» оставляет желать лучшего, но при соответствующем финансировании разработки, такая машина в будущем может пригодиться правоохранительным органам. С его устрашающим внешним видом и, при соответствующем вооружении, боевыми возможностями, «Ленд уокер» сможет остановить преступника на любом гражданском транспортном средстве. ENRYU Большой, управляемый человеком робот, предназначенный для использования в условиях чрезвычайных ситуаций, T-52 Enryu в переводе с японского «T-52 Спасательный дракон» — один из элементов спасательной операции. Высотой 3,45 и шириной 2,4 м, он оборудован семью 6,8-мегапиксельными CCD-видеокамерами и способен поднимать объекты весом до одной тонны с помощью гидравлических манипуляторов. Т-52, пожалуй, — самый совершенный мех для оказания помощи во время стихийных бедствий, проникновения в опасные районы и выдерживания условий, смертельных для человека.
Далее разговор переходит к примерам из работы с отдельными пациентами. Елена Письменная рассказывает подробности реабилитации людей с различными травмами и заболеваниями — рассеянным склерозом, спинальными травмами и зачем им нужны экзоскелеты. Многим пациентам с помощью экзоскелетов удалось встать на ноги после многих лет, проведенных в инвалидных колясках. Ходьбе все возрасты покорны В завершение выступления спикер рассказывает о изделиях для людей разных возрастов. Есть экзоскелеты для самых маленьких деток, которые не умели ходить с рождения. Также для подростков, ведь они не менее чем взрослые подвержены травматизму. И, конечно, для пожилых людей, чьи функции ходьбы утрачиваются в связи с возрастными изменениями организма и хроническими заболеваниями.
Что такое экзоскелеты?
| Экзоскелеты: быстрее, выше, сильнее | Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали лёгкий экзоскелет верхних конечностей, который снабжает человека дополнительным слоем "мышц". |
| Что такое экзоскелет | Широкий выбор экзоскелетов для любой сферы бизнеса и индивидуального применения. |
| Что такое экзоскелет | Экзоскелет — это роботизированный костюм, который может дополнить функции человека, повышая его эффективность и физические (в фантастических планах на будущее, впрочем, даже ментальные) способности. |
| Экзоскелеты: как носимые устройства пришли в Россию и чем могут быть полезны работникам | это набор металлических шарниров, соединенных подшипниками между собой. Этот экзоскелет, поддерживая руку, обеспечивает невесомость, нейтральную плавучесть. |
Сильнее, выше, быстрее. Топ-10 экзоскелетов
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.
Свои первые прототипы медицинского экзоскелета Леонид презентовал еще в Институте. На круглом столе изобретателя обещали посадить за незаконную медицинскую деятельность. Медицинский экзоскелет стал третьей моделью, которую изобрёл Леонид. Чтобы снизить вес конструкции, её делали из углепластика. А углепластик — из подручных материалов прямо в общежитии. Я решил попробовать сделать сам из углеткани и эпоксидки. Получился дешевый полимер прочнее стали, но легкий. Мы, конечно, загадили всю комнату в общежитии, но это того стоило. Углепластик активно используют, например, в космической отрасли. 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.
NEWS Детали экзоскелета. NEWS — Кто сможет носить костюм? Этот костюм довольно подвижный, для заводских нужд такие характеристики не нужны, на производстве достаточно просто уметь поднимать грузы и быть достаточно мобильными. А вот для сотрудников МЧС костюм будет хорошим подспорьем. Например, та же тяжелая техника не может проехать в разрушенное здание, пока спасатели не разберут завалы. Кроме того, костюм сам по себе будет служить защитой от падающих обломков или, допустим, высокой температуры, если сделать его огнеупорным. В МЧС знают о нашей разработке — они предлагали протестировать экзоскелет на испытательном полигоне. NEWS — Сколько человек сейчас входит в команду разработчиков? Кто и чем занимается? Наша команда состоит из шести человек: каждый выполняет свою роль. Есть исполнители, генераторы идей и люди, которые эти идеи описывают и публикуют. В перспективе мы планируем подать заявки на несколько грантов. Также в этом году хотим поучаствовать с проектом в Акселераторе ИТМО, а к лету выйти на мелкосерийное производство пассивных походных костюмов. Кроме того, у нас есть заказ разработать экзокостюм для страйкбола. Костюм может выполнять роль «танка», который не боится пуль. Это своего рода имитация прорыва периметра. Использование экзокостюма по сути позволит изменить саму концепции игры, которая строится на одном попадании. Существующие медицинские костюмы довольно хороши, их основная проблема — дороговизна.
Cyberdyne позиционирует модель Cybernoid HAL как способ стать суперменом. В армрестлинге вам точно не будет равных! Фото: Steve Juvertson О разработках экзоскелетов в военных целях после провала с Hardiman мало что было слышно. Проект закрыли в 1971 году, через двенадцать лет после первой публикации «Звёздного десанта»; идея продолжала жить на страницах фантастических книг и комиксов, но исчезла из заголовков новостей. Единичные разработки, о которых становилось известно общественности, оставались на уровне прототипов. Только в двухтысячных сформировался достаточный базис для серьёзных исследований, с перспективой серийного производства. Модели начали появляться одна за другой: сразу несколько компаний в разных уголках мира разработали оригинальные концепты роботизированных костюмов. Значительным прорывом стал американский экзоскелет HULС «универсальное грузовое средство для человека» , разработанный специально для военной пехоты и прошедший лабораторные испытания в 2010 году. Экзоскелет весит 24 килограмма не учитывая элементы питания и позволяет солдату без особых усилий переносить груз до 91 килограмма, двигаясь по пересечённой местности со скоростью от 11 до 16 километров в час. В зависимости от задания в экзоскелет можно встроить дополнительные датчики, систему отопления или охлаждения, добавить защиту. Модель не только позволяла с лёгкостью переносить грузы, но и прибавляла оператору выносливости, не снижая ловкости: в экзоскелете можно было ползти и глубоко приседать. TALOS Весной 2018 года, после многих лет разработок, китайская компания Norinco тоже представила свой новый прототип, разработанный для военных нужд: эта модель позволяет пехотинцу переносить на себе до 45 килограммов, развивая при этом скорость до четырёх километров в час. Но ближе всего к стереотипной фантастической броне подобрался американский TALOS «тактический лёгкий штурмовой костюм» , первый концепт которого представили публике ещё в 2013 году. В отличие от других своих собратьев, TALOS разрабатывался для отрядов специального назначения и учитывал специфику их службы: прототипы не только усиливали физическую мощь, но и обладали пуленепробиваемой внешней оболочкой, чем поднимали идею средневековых доспехов на качественно новый уровень. Встроенные в TALOS датчики должны были отслеживать состояние здоровья оператора, приборы ночного видения — увеличивать его обзор, упрощая процесс сбора необходимой информации. В мае 2018-го было объявлено, что пилотируемые испытания начнутся весной следующего года. 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.
Экзоскелет: от фантастики к реальности
Первые не увеличивают силу и не забирают на себя физическую нагрузку, а распределяют её по телу. У активных моделей есть свой упор на земле. Они берут часть нагрузки на себя. Так пользователь поднимает больше тяжестей — получается эффект увеличения силы. Первые экзоскелеты Идеи о костюме, который повышает способности, зародились в фантастике. Принципы на эту тему сформулировал русско-американский инженер-механик Николай Ягн. Правда, дальше теории дело не пошло.
Единственная воплощённая задумка — автоматический прибор, подающий воду в паровые котлы — «Друг кочегара». Первый экзоскелет сделали в Пентагоне. Он назвался — Hardiman. Это был станок с большим манипулятором, в который нужно было вставлять руку для управления. Его грузоподъёмность была 110 кг, но Hardiman не принёс серьёзной пользы. Он был слишком большим и тяжёлым 680 кг.
С 1980-х — появились перспективные проекты. В 1990-х началось производство в разных странах. Костюмы по-прежнему были неуклюжими, но приближались к тому, чтобы использоваться в жизни. Сейчас большая часть экзоскелетов делается для медицины, армии или промышленности. Экзоскелеты для инвалидов Ekso GT Экзоскелет для реабилитации после инсульта и травм спинного мозга. Ekso GT — это пара роботизированных ног с костылями для ходьбы.
Встроенное ПО собирает статистику о том, сколько энергии уходит на каждое движение робота, а какие действия человек выполняет сам. Помогает поднять груз в 5 раз больше, чем может человек. Нужен для реабилитации парализованных. Приводы этого экзокостюма работают от импульсов мускул. REX Скелет для людей с дисфункцией ног.
Источник: ExoMed Одним из ярких примеров промышленных моделей является экзоскелет Enforcer от российской компании ExoMed. Его модульная конструкция включает в себя гравитационные компенсаторы и модуль подъема груза с электроприводом. Существуют также отдельные виды моделей для помощи спасателям при разборах завалов рухнувших зданий. В первую очередь такие устройства призваны защищать спасателей от падения обломков.
Для строительства Многие ведущие строительные компании мира уже сегодня внедряют экзоскелеты на свои производства. Например, южнокорейская судостроительная компания «Daewoo Shipbuilding» оснастила работников своей судоверфи силовыми экзоскелетами. Устройство работает в тандеме с рабочим и используется, как усилитель его возможностей при погрузочно-разгрузочных работах. Вес модели около 28 кг. Экзоскелет имеет встроенную батарею, запаса которой хватает примерно на 3 часа для непрерывного поднятия грузов весом до 30 кг. Для армии Источник: YouTube канал FactBox В военной сфере роботизированные носимые комплексы необходимы для повышения мобильности тактических групп и пеших подразделений. С экзоскелетом боец практически не испытывает усталости и не теряет маневренности на поле боя. Помимо своего основного предназначения, экзоскелет в составе амуниции бойца может выполнять функции электрогенератора или каркаса для крепления модулей бронезащиты. В настоящее время российские предприятия работают над прототипами устройств активного и пассивного типов, а некоторые из них уже стоят на вооружении.
Например, пассивные модели, предназначенные для решения малоподвижных задач, успешно используются военнослужащими инженерных войск. Для ходьбы и бега Ходьба и бег требуют особого подхода в создании экзоскелетов. Нагрузка на мышцы и суставы может отличаться в зависимости от интенсивности и скорости движения человека, поэтому здесь нужна полностью автономная система. Модели, облегчающие ходьбу, могут стать хорошим подспорьем для людей, которые много времени проводят на ногах: почтальонов, курьеров, работников торговли. Первый активный экзоскелет для бега был разработан в Гарварде в 2019 году. Экзоскелет состоит из нескольких отдельных элементов, которые крепятся на бедрах, спине и талии. Источник: YouTube канал Wyss Institute В задней части костюма располагается электромотор с тросовыми приводами. Встроенный микроконтроллер отслеживает движения человека на основе колебаний потенциальной энергии, поступающих от встроенных датчиков и автоматически переключает режимы между двумя типами движения: бег или ходьба. Когда человек делает шаг, трос автоматически натягивается с помощью электромотора и облегчает работу мышц.
Существуют и более легкие пассивные системы. Инженеры из университета Вандербильта разработали компактный экзоскелет для лодыжки, который можно легко спрятать под штаниной. Устройство не требует источника энергии и основано на механическом принципе.
Рассматривается перспектива оснащения и других ведомств, в том числе и разработка гражданской версии, которая сможет упростить задачи по переноске тяжелых грузов, например, на складах. Уже ведется разработка модифицированных версий. Например, сейчас испытывается новый вариант, позволяющий еще свободнее поворачиваться влево-вправо. В интервью РИА Новости Сергей Смаглюк также добавил, что в будущем составные части изделия будут изготавливаться из бронеалюминия. В конструкцию собираются интегрировать пьезоэлементы, позволяющие при ходьбе подзаряжать предметы экипировки бойца — рацию, планшет командира, навигатор и прочее. По словам Смаглюка создать полноценный и эффективный бронированный экзоскелет с сервоприводами сейчас не позволяет уровень технологий. Не разработано пока компактных элементов питания, которые могли бы питать такие системы на протяжении многих часов и дней, делая их по-настоящему практичными. Вот это уже сильно ближе к кинофантастике. В перспективе такое снаряжение повысит силу и скорость военнослужащего. Но нигде в мире пока не решили проблему источника питания.
На рынок выходят всё новые модели: например, для видеооператоров. Существуют и экзостулья — что-то вроде откидной табуретки, которая всегда с тобой и удобно регулируется по высоте. Помимо пассивных экзоскелетов, существуют и активные — со встроенными моторами. Они не только перераспределяют нагрузку, но и добавляют сил. Например, совместная разработка корпорации «Ростех» и МГУ для военных.
Экзоскелет
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.
Экзоскелет ProEXO, применение для разных типов работ Как рассказали CNews в компании, экзоскелет помогает выполнить более 11 производственных операций, в том числе, при производстве погрузочных и разгрузочных работ. В компании оценили эффективность ProEXO следующим образом: «с экзоскелетом 30 кг груза будут ощущаться как 15 кг». ProEXO на российском рынке промышленных экзоскелетов «По нашим оценкам, отечественный рынок промышленных экзоскелетов в ближайшее время может составить до 12 млрд руб. Как пояснили CNews в компании, на момент запуска производства в 2021 г. Варианты исполнения ProEXO В плане дистрибуции продукции, на первых порах — в первый год продаж, планируется ориентироваться, в первую очередь, на рынок B2B , однако впоследствии при наличии спроса вполне возможна организация продаж и на рынке B2C , отметили в «РТ — Доверенные платформы РТ». ProEXO для армии и спецслужб В компании также разрабатываются экзоскелеты не только гражданского, но и армейского назначения, которые представлены отдельной веткой продукции.
Помимо различения по области применения, принято также выделять экзоскелеты по способу управления управляемые и управляющие , а также по приводу: электрические, пневматические, гидравлические, с двигателем внутреннего сгорания и другие. Автор книги «Паровой человек прерий» Эдвард Сильвестр Эллис, разумеется, представил совершенно невообразимую на то время идею, о которой ранее, возможно, никто никогда и не задумывался. Чтобы человек всерьез начал размышлять о создании первого прототипа современного экзоскелета, с момента выхода книги Эллиса должно было пройти еще около 30 лет. Именно 1890-х годах Николай Янг — российский инженер и конструктор, живший в Америке, запатентовал около десятка собственных чертежей и идей своеобразных приспособлений, которым можно было бы дать название «механический экзоскелет», ориентированных на военную сферу применения. Его проекты, будь они реализованы, должны были помогать солдатам ходить, бегать и прыгать с большей скоростью и легкостью. Также можно было бы использовать их для поднятия тяжестей.
Впрочем, разработки Янга в области первых костюмов Железного человека так и не увидели свет, а сам инженер скорее известен изобретением автоматического механизма, подающего воду в паровые котлы, — так называемого «Друга кочегара». Однако идею создать экзоскелет будущего, дающий своему хозяину сверхспособности не за счет каких-то магических и мистических свойств, а исключительно силой технологий, ученые и инженеры не забросили. Слишком уж заманчиво она звучала, и особенно в период расцвета технологического бума в середине XX века, который спустя десятилетия подарил нам смартфоны и роботы-пылесосы. Конечно, первые сигналы по-прежнему приходили из области культуры человеку свойственно проверять живучесть своих теории абстрактно. Так, в 1963 году Marvel Comics впервые создала своего «Железного человека», которого сейчас широкая публика знает в первую очередь по фильмам. В тот же год Роберт Хайнлайн, один из известнейших писателей-фантастов, выпустил книгу «Звездный десант», герои которой, проживая в будущем, использовали боевой экзоскелет так же легко, как мы используем обычную одежду.
Как работает экзоскелет Спустя всего два года после этих событий разработкой собственного экзоскелета решил заняться Пентагон, проект которого подразумевал создание роботизированного костюма, способного поднимать тяжелые грузы, защищать солдата от пуль, кислоты, радиации и ядовитого газа. Параллельно с ним компания General Electric занималась разработкой похожего, но облегченного костюма 5,5 кг , который бы управлялся человеком изнутри. Понятное дело, первые прототипы были совершенно непрактичными, тяжелыми и не всегда работали. Но исследователей это, конечно, не останавливало, и разработки продолжались. Спустя почти 20 лет, в 1980 году, ученые Лос-Аламосской лаборатории представили доработанные чертежи будущего экзоскелета, но проект, к сожалению, так и остался на бумаге. Он по-прежнему обладал рядом серьезных недостатков и не мог быть реализован: технологий того времени было недостаточно для того, чтобы создать такую сложную конструкцию.
Компьютеры были медленными, и обработка команд занимала огромное количество времени; а сами костюмы получались громоздкими, невероятно медленными и нефункциональными. Только в 2000 году военные разработки США начали показывать первые успешные и перспективные результаты. Оборонное агентство DARPA при Пентагоне потратило более 75 миллиардов долларов на производство полноценного экзоскелета, призванного дополнить человеческое тело и повысить его производительность.
Именно на корсет прикрепляется основная конструкция, которая будет заниматься реабилитационным процессом. Юнус - стройный и мускулистый.
Специалисты говорят, «натура» для работы над слепком удобная. Свою историю предприятие ведет с военного 1942 года - небольшой протезной мастерской, созданной для помощи фронтовикам и мирным жителям Сталинграда. Сейчас благодаря сочетанию медицины и производства здесь оказывают комплексную помощь при заболеваниях опорно-двигательного аппарата. Также сопровождаем пациента на всем процессе, - говорит директор Волгоградского филиала ФГУП «Московское протезно-ортопедическое предприятие» Дмитрий Кривомлин. Как только для Юнуса будет готов фиксирующий корсет, за дело возьмутся специалисты медицинской компании, которые при участии волгоградских ученых внедряют инновационные разработки.
Этот экзоскелет, поддерживая руку, обеспечивает невесомость, нейтральную плавучесть. Человек начинает разрабатывать мышцы, ликвидировать проблемы. Должны восстановиться все функции, и он может вернуться в строй, - пояснил директор медицинской компании Евгений Зозуля. Конечно, Юнусу будет прописан комплекс упражнений, но при использовании экзоскелета в повседневной жизни рука будет в течение дня разрабатываться и сама собой. До изготовления экзопротеза он будет оставаться в Волгограде.
С ним - жена и кроха-дочка, дома еще сын, на год постарше. Юнус внимательно следит за ходом спецоперации.
Что такое экзоскелет
Хоть они и имеют вес, равный нескольким десяткам килограмм, пользователь этого не ощущает. Приведение устройства в движение осуществляется при помощи электроники и системы датчиков, регистрирующих электрическую активность мышц. Регулировочный механизм робота-экзоскелета позволяет менять его размер в соответствии с индивидуальными особенностями тела пользователя для повышения комфорта использования. Увеличению доступности экзоскелетов во многом способствует внедрение материалов, повышающих срок их службы — антифрикционных твердосмазочных покрытий.
Такие составы уже успешно применяются отечественными компаниями по производству экзоскелетов. Они формируют на деталях экзоскелетов прочный слой, снижающий трение без необходимости обновления. Благодаря этому подвижные детали, которые обычно подвергаются самому интенсивному износу и первыми выходят из строя, функционируют столько же, сколько и остальные компоненты, а иногда и дольше.
Например, покрытие MODENGY 1066 наносится на регулировочные пластины экзоскелетов, поверхность которых при перемещении в процессе регулирования размера экзоскелета подвергается сильному трению и износу. Применение материала позволило продлить срок службы пластин. Кроме того, важным преимуществом твердой смазки является сухая текстура, нетоксичность и отсутствие испарений.
Этот экзоскелет позволяет людям с нарушением двигательных функций ног передвигаться: ходить, подниматься и спускаться по лестницам, садиться и вставать без посторонней помощи. Алгоритмы управления экзоскелетом в автоматическом режиме воспроизводят максимально естественный для пациента паттерн ходьбы, что существенно ускоряет восстановление двигательной и нервной активности. Сейчас дорабатывается и версия роботизированного устройства для пациентов после инсульта. Система управления экзоскелета для реабилитации пациентов с травмой позвоночника повторяет структуру ходьбы здорового человека. Ходьба инициируется с пульта управления или «умного костыля». На ранних этапах реабилитации система управления позволяет использовать для инициации движения шаг здоровой ноги, а на более поздних стадиях дает возможность ходить самостоятельно, контролируя правильность паттернов.
Новинки технологий для пациентов и… не только для них За последние годы увеличилось количество компаний, занимающихся созданием экзоскелетов, которые могут помочь парализованным. Итальянские инженеры из Perceptual Robotics Laboratory разработали роботизированный экзоскелет Body Extender, который может помочь перемещать тяжелые предметы, поднимая около 50 килограммов в каждой из своих рук. В Европе сразу несколько компаний, например, швейцарские Hocoma и Reha Technology, также работают над созданием роботизированных систем, помогающих больным людям. Французский стартап Wandercraft разработал экзоскелет, использующий алгоритмы, способные анимировать 12 степеней свободы, необходимые для динамической и самосбалансированной ходьбы, а испанская компания Marsi Bionics работает над созданием носимого устройства, специально предназначенной для детей с заболеваниями нервно-мышечной системы. Это только начало. Подобные автоматизированные системы могут помогать не только пациентам, перенесшим инсульт или травму спинного мозга, но и оказать большую поддержку медицинскому персоналу.
Представьте себе, что спасатели убирают огромные камни, накрывшие людей под обрушившимися зданиями, медсестер, которым стало проще переносить тяжелых пациентов, или врачей, которым помогают экзоскелеты, выдерживающие долгие часы операций. В марте 2019 года врачи одной из российских больниц заявили, что провели первую в Европе операцию с помощью экзоскелетов. Разработанный при участии "Лаборатории робототехники" Сбербанка промышленный экзоскелет ExoChair, оказывал поддержку хирургам во время операций длительностью более 12 часов. В ходе тестирования ExoChair поддерживал как основного, так и ассистирующего хирургов во время операций разной степени сложности, в том числе эндоскопической и лапароскопической. ExoChair — пассивный промышленный экзоскелет, предназначенный для разгрузки мышц спины и ног при выполнении работы в положении стоя, разрабатываемый ООО «Полезные роботы» при поддержке Лаборатории робототехники Сбербанка.
Их применяют для решения различных задач. Для реабилитации Российская компания ExoAtlet предлагает медицинские экзоскелеты для реабилитации пациентов с травмами ног, заболеваниями опорно-двигательного аппарата или нервной системы, а также после инсультов. 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.
X-Soft хорошо фиксирует позвоночник в правильном положении, за счет чего происходит выпрямление осанки, начинают лучше работать мышцы, которые ранее не работали или работали плохо. При правильном положении позвоночника улучшается кровоток и работник в целом чувствует себя лучше. Перспективы развития Адаптация скелетов под конкретную задачу, под конкретные профессии или даже под конкретных работников — то, куда развивается это направление сегодня. Грудная часть экзоскелета X-Soft не подходит женщинам, поскольку сдавливает молочные железы. Чтобы решить эту проблему, необходимо снизить жесткость корсетной части, таким образом был разработан X-Soft lady — скелет Exorise, предназначенный специально для девушек. Экзоскелет X-Rise был разработан для работы с поднятыми над головой руками, например, на конвейерной сборке. X-Rise — это пассивный экзоскелет для верхней части тела, который поднимает и поддерживает руки работника, снимая нагрузку с плеч и перенося вес на бедра. Колени также страдают от перегрузок и являются проблемной зоной многих работников. Чтобы обеспечить хорошую механическую защиту колена, голени, бедра, помочь человеку разогнуться и снизить усталость, когда он долго работает на корточках, был разработан скелет X-Jump. Идет движение в сторону разработки активных скелетов — это вычислительные процессы для управления, аналитическая платформа внутри скелета, персонализация. Человек — организм, снабженный двумя мозгами: головным и спинным. Головной мозг посылает сигнал спинному мозгу, а спинной мозг — сигнал мышцам рук и ног. Активные экзоскелеты помогают людям с нарушенными нейронными связями снова ходить и двигаться. Это обратный процесс: сам экзоскелет учит человека получать сигналы. Мы считаем, что будем хорошим толчком развития системы наподобие Neuralink Илона Маска. Сертификация Изначально, когда мы выходили на рынок, мы понимали, что нормативно-правовой документации по экзоскелетам в России нет, и нет понимания, что такое «экзоскелет». 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.
Экзоскелет для инвалидов
Новости. Оснащенные клиники. Одним из примеров является экзоскелет – устройство, которое используется для осуществления человеком утраченных функций или для сокращения физических усилий для их производства. Ведущие страны занимаются разработкой экзоскелетов для включения в перспективные боевые экипировки. Китайская компания Dnsys представила новый интеллектуальный экзоскелет X1, разработанный по образу и подобию аналогов от Hypershell.
Встать на ноги: как экзоскелеты заново учат ходить
Экзоскелет — это мобильный механизм, который работает при помощи системы электродвигателей, рычагов, гидравлики и других технологических решений. Все новости по ключевому слову "экзоскелет" на сайте «Городские вести» (всего 22 публикаций). Ведущие страны занимаются разработкой экзоскелетов для включения в перспективные боевые экипировки.
Экзоскелет: что это такое и где их используют
| Студент ИТМО разработал активный экзоскелет, в котором можно без труда поднять до 80 килограммов | 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. |
| ЭкзоАтлет — экзоскелеты для медицинской и социальной реабилитации | Усиление) предназначен для разгрузки мышц спины и рук при подъеме, опускании, переносе и удержании грузов массой до 50 кг. |
| В США создан экзоскелет, позволяющий пациентам с болезнью Паркинсона стабильно передвигаться пешком | Леонид Питык, собравший первый в России экзоскелет, рассказывает о том, почему технологии должны быть открытыми. |
«Мы даем парализованным людям возможность ходить»
#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. #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. Широкий выбор экзоскелетов для любой сферы бизнеса и индивидуального применения. В Волгограде работает известный на всю страну инновационный центр, где ученые создают экзоскелеты для адаптации или полного восстановления утраченных двигательных функций. Экзоскелет – это удобный механизм, который может быть применим в самых разных областях. Команда разработала тренажерный комплекс для тренировки спастической кисти руки, включающий экзоскелет и управляемый интерфейсом мозг-компьютер (ИМК).