Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях. Летать словно птицы, а тяжести поднимать не хуже слона! Эти сверхспособности дарят наши ученые. Разработку промышленных экзоскелетов изучил Андрей Негру. Что такое экзоскелет? Рассмотрев особенности экзоскелетов, отметим, что эти технические устройства – не только инструмент для получения сверхсилы, но и последний шанс ходить для парализованный людей. Экзоскелет – это устройство, которое используется для снижения нагрузки на опорно-двигательную систему человека и для минимизации рисков получения травм в процессе выполнения человеком сложных физических действий.
Экзоскелет: от фантастики к реальности
Экзоскелет ЭкзоАтлет доступен для индивидуального пользования дома, на работе или для других ежедневных задач. службой Ростеха. 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.
Реальный помощник или дорогая игрушка: на что способны современные экзоскелеты
Государственная корпорация «Ростех» представила на форуме медицинской отрасли «Биотехмед-2023», который проходит в Сочи с 9 по 10 октября, экзоскелет для руки собственной разработки. Алгоритмы управления экзоскелетом в автоматическом режиме воспроизводят максимально естественный для пациента паттерн ходьбы, что существенно ускоряет восстановление двигательной и нервной активности. бионический экзоскелет, который позволяет людям с двигательными нарушениями в нижних конечностях достигать вертикального положения и ходить. бионический экзоскелет, который позволяет людям с двигательными нарушениями в нижних конечностях достигать вертикального положения и ходить.
Экзоскелет: назначение, принцип работы и разновидности
По сути, усиливающие экзоскелеты — это аналог DLC в компьютерных играх, дополнение к базовой версии игры. Участник ПК 11 «Промышленные экзоскелеты» Технического Комитета 320 «Средства Индивидуальной Защиты» стандарта. Собственная производственная база в Курске, сертифицированная по ISO 9001, OHSAS 18001. первые российские промышленные экзоскелеты, успешно применяемые на крупнейших предприятиях Exorise - это доказанная эффективность решений и уникальные запатентованные технологии. Новинка в реабилитации: экзоскелет для инвалида. Как работает экзоскелет и какие возможности он дает человеку.
Экзоскелет для инвалидов
Экзоскелет — это технологический механизм, предназначенный для восполнения утраченных функций человека, а также для усиления его мышечных способностей. Широкий выбор экзоскелетов для любой сферы бизнеса и индивидуального применения. Команда разработала тренажерный комплекс для тренировки спастической кисти руки, включающий экзоскелет и управляемый интерфейсом мозг-компьютер (ИМК). 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. бионический экзоскелет, который позволяет людям с двигательными нарушениями в нижних конечностях достигать вертикального положения и ходить. Экзоскелет для грузчиков помогает при подъёме и переносе тяжелых грузов, увеличивает выносливость и снимает нагрузку с рук и спины.
Что такое экзоскелет
Экзоскелет — это технологический механизм, предназначенный для восполнения утраченных функций человека, а также для усиления его мышечных способностей. Экзоскелет в целом представляет собой устройство, предназначенное для снижения нагрузки на человека и/или увеличения мускульной силы человека за счет использования внешнего прочного каркаса. Специалисты спроектировали экзоскелет, который позволяет человеку развивать высокую скорость, прикладывая минимум усилий. Что такое экзоскелет В дословном переводе с греческого экзоскелет – это внешний скелет. Автоматическая конструкция, которая восстанавливает утраченные или усиливает имеющиеся функции тела. Экзоскелет для бега (ходьбы) — это вспомогательное устройство, которое изменяет динамику конечностей и суставов пользователя для уменьшения усталости во время естественной ходьбы и бега. Экзоскелет — это внешнее устройство, которое человек надевает, чтобы снизить нагрузку на организм.
«Мы даем парализованным людям возможность ходить»
Первые прототипы не могли имитировать ходьбу, но они определенно становятся лучше, элементы становятся тоньше, их источник энергии становится сильнее, и, как показали последние новости, они уже могут управляться с помощью мыслей. Хотя кажется, что их легко изготовить, инженеры-механики сталкиваются с серьезными проблемами. Как обеспечить достаточную мощность для системы? Как создать гибкие в работе суставы? Как обнаружить и контролировать ложные движения? Как уменьшить вес компонентов таким образом, чтобы экзоскелет можно было носить в течение длительного времени? Как их настраивать под конкретного пользователя?
На данный момент это требует серьезных усилий со стороны пользователя - обычным пациентам необходимо от 20 до 70 сеансов, чтобы научиться использовать существующие носимые роботизированные экзоскелеты. Тем не менее, у этих мобильных систем есть потенциал в том, чтобы вернуть парализованным чувство движения, помочь врачам во время долгих часов хирургического вмешательства или даже удержать пенсионеров дольше на рабочих местах, требующих тяжелого физического труда. Помощь парализованным людям Компания Ekso Bionics, пионер в области робототехнических экзоскелетов, совместно Калифорнийским университетом в Беркли разработала экзоскелет, возвращающей движение людям с ослабленными конечностями и пациентам с параличом нижней части тела. Это легкий по весу и простой в обращении экзоскелет на подвижной алюминиевой раме, который объединен с неинвазивной системой стимуляции спинного мозга. Пользователь надежно закрепляет его застежками на лодыжках, голенях, бедрах, на тазе и на груди и может снова ходить, используя собственные ноги и одновременно пользуясь поддержкой экзоскелета. Сегодня эти роботизированные устройства используются лицами с различной степенью паралича, вызванного разными причинами, а также рабочими в различных отраслях промышленности в целях повышения силы и выносливости.
Последняя версия экзоскелета EksoNR воссоздает естественное движение ног и помогает пациентам заново научиться ходить, сидеть и делать все то, что они делали раньше. Новая модель отличается оптимизированной походкой, которая более естественна и лучше подходит для каждого пациента, она оснащена новым контроллером EksoView с сенсорным интерфейсом для врачей, а также множеством аналитических инструментов для мониторинга эффективности и настройки терапии в режиме реального времени. Похожий по своим размерам на крупный смартфон, EksoView обеспечивает визуализацию различных упражнений, помимо тренировки походки, таких как балансировка, приседание с сидячего положения, подъем одной ноги или стояние на месте, для активного вовлечения пациентов и расширения использования этих полезных функций. Оптимизированное программное обеспечение обеспечивает симметрию походки и обратную связь по позе и позволяет терапевтам отслеживать прогресс пациента с помощью облачного аналитического решения.
Технологии врываются в нашу жизнь, меняя ее до неузнаваемости. И то, что еще десять лет назад казалось невозможным и фантастичным, сегодня постепенно становится частью нашей повседневной жизни. Одним из таких решений стали экзоскелеты — устройства, предназначенные для восполнения утраченных функций, увеличения силы мышц человека и расширения амплитуды движений за счёт внешнего каркаса и приводящих частей. Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях.
Эксперты подчеркивают, что на данный момент разработки экзоскелетов находятся в начальной стадии, предстоит еще много работы для их усовершенствования. 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.
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. Источник: YouTube канал: ReWalk Robotics Пассивные Пассивные модели работают преимущественно за счет использования рычагов и противовеса и не предполагают наличие приводов. Они просто перераспределяют нагрузку на разные части тела и работают без всякой электроники. Экзокостюмы В попытке еще больше уменьшить ограничения, которые могут быть вызваны размером, весом и большой жесткостью устройства, в последние пару лет появилась концепция экзокостюмов. Эти легкие роботизированные механизмы изготавливаются в основном из текстиля и могут носиться как одежда.
Они обеспечивают поддержку с помощью приводных тросов, встроенных в текстиль, или легких пневматических приводов, расположенных на суставах. Как выглядит экзоскелет? Активный экзоскелет представляет собой подвижный каркас из углепластика или других прочных, но легких материалов, который приводится в движение сервоприводами с помощью пневматики или гидравлики. В наиболее подвижных частях конструкции устанавливаются резистивные ЭМГ-датчики или датчики мышечной активности.
По сути, экзоскелет — это внешний каркас, который перераспределяет нагрузку.
В случае с жилетом — вес рук и груза давит на опоры, которым не дают опускаться пружины, усилие переходит на каркас, который опирается на более сильную нижнюю часть тела и переносит туда давление груза, освобождая от лишнего напряжения руки, шею и верхнюю часть спины. Преимущества экзоскелетов уже оценили крупнейшие мировые производители машин и самолетов и применяют их на своих заводах. На рынок выходят всё новые модели: например, для видеооператоров. Существуют и экзостулья — что-то вроде откидной табуретки, которая всегда с тобой и удобно регулируется по высоте.
Экзоскелеты и их применение
Стандартные тренировки в клинике в стационаре рассчитаны на час ходьбы, но некоторые ходят и по два, а иногда и по три часа с остановками. Человек может использовать экзоскелет и дома, гулять с собакой в парке. Главное, чтобы у него был сопровождающий. Потому что вопрос удержания равновесия остается за самим пилотом — экзоскелет дает только двигательную функцию. Всегда есть риск поскользнуться, и в этот момент сзади должен быть тот, кто человека поймает. Первые несколько дней пациент учится держать равновесие внутри брусьев. Когда он уже чувствует себя комфортно, можно выйти из брусьев на открытое пространство и использовать костыли как дополнительную точку опоры. Поворот происходит за счет поворота плечевого пояса. Можно также шагать на месте, скоро можно будет ходить задом. Это важно для работы в клинике, потому что там много пациентов.
Вообще индустрия аккумуляторов сделала за последнее время большой рывок вперед — на первых прототипах у нас были большие по размерам батарейки, а сейчас они не намного больше смартфона. Да, экзоскелеты тяжелые , «ЭкзоАтлет» весит 20 кг. Но зато эти 20 кг позволяют поднимать из положения сидя человека весом 100 кг без помощи сопровождающего. Если не будет задачи поднимать таких тяжелых людей, то вес экзоскелета резко сократится. Стартап означает, что мы не являемся частью лаборатории какого-либо университета или клиники, нас никто не субсидирует, мы венчурный и коммерчески самостоятельный проект. Аналогичных проектов в России нет, более того — в мире есть только один такой же проект, ReWalk. Все остальные экзоскелеты были созданы в университетах или крупных корпорациях. Обитатели Кремниевой долины готовятся к концу света Кейсы В России есть университеты и компании, которые получили деньги от министерства образования и министерства промышленности, чтобы сделать экзоскелет. Но пока они не вышли на рынок.
Рассматривают ли они их применительно к реабилитации людей с ограниченными возможностями, или это именно военные разработки для улучшения выносливости солдат? Задачи же реабилитации — это восстановление людей, получивших травму. Сейчас в мире уже есть и те, и другие разработки. Мы самостоятельно разработали свой привод, написали свою систему управления, благодаря которой пилот может ходить различным образом, менять скорость и характер движения. Мы создали технологическое решение, которое адекватно с точки зрения издержек производства: наши изделия в несколько раз дешевле, чем зарубежные аналоги. Если сейчас «ЭкзоАтлет» делает шаги за пилота, то на следующем этапе будет инициация движений самим пилотом.
Реальность, конечно же, более прозаична, однако экзоскелеты не менее важны для солдат и их здоровья. Характер военных травм и ранений требует применения экзоскелетов, имеющих примерно те же функции, что и в гражданских вариантах. Однако важным именно для военного дела является снижение веса экзоскелета. Современные солдаты переносят от 40 до 300 кг. А современные экзоскелеты позволяют им переносить в 17 раз больше нормального веса, так как вес ощущается менее тяжелым, чем он есть на самом деле. Новые поколения экзоскелетов позволят солдатам переносить еще больше. Медицина Фото:MacDill AFB Экзоскелеты используются профессионалами в реабилитационных центрах, где пациентам помогают выполнять упражнения. За счет использования экзоскелетов можно также получить необходимые данные и точно контролировать движения пациентов. Одним из лидеров в этой сфере является швейцарская компания Hocoma, представившая в 2001 году роботизированную беговую дорожку Lokomat, ставшую результатом многолетних исследований в Университетском госпитале Балгрист в Цюрихе. Робот используется для тренировок пациентами, перенесшими инсульт, получившими травмы спинного и головного мозга, страдающими от склероза или болезни Паркинсона. Оборудование состоит из системы поддержки тела, которая позволяет пациентам удерживать собственный вес, беговой дорожки, скоб для передвижения ног и устройства виртуальной реальности. С тех пор компания начала заниматься также лечением болей в пояснице и терапией проблем подвижности рук. Еще одна компания Aura Innovative Robotics из Мадридского политехнического университета, в свою очередь, стремится помочь в реабилитации пациентов с травмами плеч. Экзоскелет Orte сможет оценивать степень серьезности травмы и содействовать в выполнении реабилитационных упражнений за счет сенсоров движения и силы. Российская компания «ЭкзоАтлет», которая занимается разработкой и производством медицинских экзоскелетов для реабилитации, в июне 2016 года получила регистрационное удостоверение Росздрава на свою продукцию. Компания продает свои экзоскелеты, а также проводит клинические исследования в Национальном хирургическом медицинском центре НМХЦ им.
Каждого пациента разработчики обучают пользоваться экзоскелетом и отпускают домой, однако продолжают консультировать удаленно. Многих они больше никогда не увидят у себя на приеме — они реабилитируются спустя какое-то время, а свой "Экзар" оставляют себе, уже как сувенир на память. Для людей с неизлечимыми заболеваниями конструкция будет служить верным помощником всю жизнь. Мой вопрос о том, сколько времени нужно человеку на восстановление с помощью экзоскелета, ученые в один голос назвали некорректным. Это зависит от заболевания, степени повреждения нервных окончаний, а также желания и стараний самих пациентов. Так, например, быстрее всего "Экзар-34" помог военному, который сумел всего за 40 дней полностью восстановить потерянные функции одной руки и подтянуться на турнике. Будущее — за экзоскелетами В планах разработчиков экзоскелетов — увеличить производственные мощности. Для этого им нужна как финансовая, так и законодательная поддержка государства. Директор волгоградского центра, где производят уникальные устройства, Евгений Зозуля говорит, что сейчас в разгаре переговоры и обсуждения на эту тему. В перспективе — "Экзар-34" может стать доступен для всех нуждающихся при поддержке государства. Мы хотим создать свое полноценное производство, чтобы устройствами обеспечивать не по возможности, а по заявкам. Увеличится количество и сотрудников, и оборудования. Массовые закупки позволят также снизить цену", — считает он. Однако волгоградские ученые придумали и запатентовали ряд других устройств: экзоскелет шеи, челюсти, а также специальные экзоскелеты — например, для хирурга и нейрохирурга, которые позволяют сделать более комфортными и точными манипуляции во время сложных операций. Есть и производственный экзоскелет для здоровых людей, цель которого — облегчить физический труд. Разработчики считают, что за такими устройствами будущее, однако продвигать экзоскелеты на рынке не так легко, как может показаться. Очень сложно пробивать себе дорогу. Трудно убедить в том, что это работает, — откровенничает Евгений Зозуля. Его эпикриз, выписки — везде написано, что у него третья группа инвалидности и на сегодняшний день существующие методики реабилитации не смогут восстановить его функции. И тут появляемся мы все такие в белом и говорим: "Все это ерунда, сейчас мы вам покажем! А на это нам отвечают, что слишком быстро он восстановился… И обвиняют в мошенничестве". На мой вопрос, не было ли мыслей бросить все и уехать за границу, Евгений Зозуля, не задумываясь, уверенно ответил: "Нет. Мы с Сан Санычем и Федором Андреевичем — патриоты до мозга костей".
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. Разработкой нейроинтерфейсов и их внедрением в конструкцию экзоскелетов сейчас занимаются многие исследовательские центры, в т. В настоящее время медицинские экзоскелеты изготавливаются во многих странах мира, но чаще всего это любительские разработки или прототипы, не попадающие в серийное производство. 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.
На «Армии-2021» представлен российский боевой экзоскелет
В сентябре 2019 года компания Hyundai представила общественности пассивный поддерживающий экзоскелет Vest Exoskeleton VEX , предназначенный для снижения утомляемости работников сборочных линий. Компания Ford сделала ставку на стороннее решение, еще в 2018 году начав внедрение пассивного экзоскелета EksoVests от Ekso Bionics сразу на 15 своих заводах. Отзывы поступают наилучшие. Что касается немецких автопроизводителей, то пассивные экзоскелеты с поддержкой верхних конечностей уже три года активно применяются на конвейерах Audi и BMW. В 2018-м весьма успешные испытания промышленных экзоскелетов компании Ottobock прошли на заводе Volkswagen в Братиславе. Не отстают и производители самолетов.
Если эксперименты окажутся успешными и производительность работников возрастет, самый удачный прототип превратится в серийный продукт и будет использоваться на всех сборочных площадках Boeing. Гораздо более сложные и дорогие активные экзоскелеты востребованы там, где вопрос цены отходит на второй план — на войне. Встроенные аккумуляторы обеспечивают 8 часов работы устройства, которое усиливает движения человека примерно в 20 раз. Оператор Guardian XO, поднимая груз 45 кг, прилагает усилие, равное 2,2 кг. Россия — в числе лидеров А что же у нас?
В России дела с разработкой и внедрением экзоскелетов обстоят на удивление хорошо.
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. Результаты - феноменальные!
Экзоскелет для инвалидов и его возможности: Самостоятельная ходьба. Не требует костылей или иных средств для стабилизации, оставляя при этом руки свободными. Современный экзоскелет поможет даже людям с полным повреждением спинного мозга. Благодаря отсутствию необходимости использовать костыли, исключается риск возможных травм и растяжений в плечевом суставе. Им очень легко управлять — все функции активируются при помощи джойстика. Экзоскелет в домашних условиях просто незаменим.
Разрабатывая и производя экзоскелеты, мы создаём инструмент для врачей и пациентов, который поможет тысячам людей вернуться к полноценной жизни. ЭкзоАтлет — это российский проект мирового масштаба.
Поэтому я начал проектировать новый вариант, освоил 3D-моделирование. У следующего прототипа уже можно было менять размер, подгонять его под определенного человека, были добавлены дополнительные оси вращения в спине, тазовой части, плечах. Костюм уже не сковывал человека, но по-прежнему был тяжелым из-за использования стального каркаса.
Третий вариант весил под 100 килограммов. За счет уменьшения габаритов и использования композитов мне удалось снизить вес почти наполовину. NEWS — Из чего сейчас состоит конструкция? Держатели и закрывающие элементы выполнены из латуни, АБС-пластика и стеклопластика. Раньше все формы печатались на 3D-принтере, затем сверху вручную наматывался углепластик и все это обрабатывалось бурмашиной.
Новую модель мы планируем сделать с помощью литья. Создадим силиконовую форму, а в нее зальем двухкомпонентный пластик, армированный углеволокном. Что ощущаешь, поднимая, например, 20-литровую канистру с водой? Именно по ним вычисляется скорость и направление движения привода. Костюм не оказывает никакого сопротивления, он двигает приводы в ту же сторону, откуда идет сигнал от датчиков.
Сигнал обрабатывается и открывает-закрывает клапаны, идущие к приводам экзокостюма. Затем, когда человек берет груз, изменяется вектор движения. Соответственно, костюм это «понимает» и старается компенсировать прикладываемое усилие. Когда в руке груз, то человек будет ощущать его, но при этом мышцы не будут напрягаться. Детали экзоскелета.
Экзоскелеты в здравоохранении: настоящее и будущее
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. Устройство X-Arm-2 Exoskeleton было разработано Европейским космическим агентством для управления эргономичным тактильным роботом. Отдача и реакция робота направляются оператору для улучшения контроля.
Подобные устройства позволяют человеку выполнять необходимые операции, находясь на значительном расстоянии от места действия, при этом робот выполняет все необходимые действия с поразительной точностью. Применение подобных устройств в космосе расширит возможности человека.
Ему также удавалось сочетать ходьбу и поддержание беседы, чего было сложно добиться без соответствующего устройства.
Команда разработчиков продолжит совершенствовать свой экзоскелет, а также готова лицензировать технологию всем желающим производителям соответствующих устройств-ассистентов. Создание такой техники в значительной степени решает проблему социализации людей, страдающих нарушениями опорно-двигательного аппарата, и способствует повышению качества их жизни. Сообщается, что экзоскелет будет особенно полезен тем, кто нуждается в восстановлении навыков ходьбы, но имеет ограниченную подвижность. Источник изображения: Wandercraft Atalante представляет собой самобалансирующее устройство с возможностью регулировки манеры ходьбы, которое поможет при восстановлении навыков ходьбы в рамках реабилитационной терапии.
Как они работают и чем помогут пациентам — в материале mos. Изобретатель-самоучка Николай Ягн, который в конце XIX века запатентовал эластипед — устройство для облегчения ходьбы, бега и прыжков, — мечтал о «военном поприще» для своего аппарата. По сути, это система пружин, которые усиливали движения ног. Эластипед должен был помочь создать скоростную пехоту, но генералам сама мысль о прыгающем войске показалась издёвкой. Спустя больше века эту идею воплотили в жизнь в джолиджамперах, при помощи которых можно прыгать на высоту до двух метров на специальных ходулях с изогнутой рессорой. А ещё эластипед стал прототипом экзоскелета, который помогает ходить людям с травмами, болезнями опорно-двигательного аппарата, нервной системы. Московские клиники и реабилитационные центры получили 20 таких устройств, разработанных российской компанией.
Они называются ExoAtlet I. Что такое «экзоскелет» Первая часть этого слова — «экзо» — обозначает «находящийся снаружи, вне чего-либо». Экзоскелет и правда напоминает скелет. Каркас с датчиками крепится к ногам, на ручках костылей — кнопки управления. За спиной — компьютер с системой управления и аккумуляторы, которых хватает не менее чем на четыре часа ходьбы. Но в зависимости от сочетания разных факторов например, веса и роста пилота экзоскелет может шагать до восьми часов без подзарядки. Модель российского аппарата подходит для пациентов ростом 160—190 сантиметров, весом до 100 килограммов и размером ноги от 36-го до 45-го.
Сам аппарат, каркас которого сделан из алюминия, весит 23 килограмма. Но пациент его не чувствует, потому что устройство несёт и себя, и пользователя. Разработчики планируют изменить конструкцию, и следующая версия экзоскелета станет легче на восемь килограммов.
Задачи и сферы применения экзоскелетов Экзоскелет — это конструкция, помогающая человеку совершать движения конечностями, если таковая природная возможность отсутствует. Задачи экзоскелета могут быть медицинскими и промышленными: восстановление функции ходьбы после тяжелых травм; помощь в движении детям с ДЦП, различными нервными заболеваниями; распределение нагрузки при переносе тяжестей в рабочих условиях. Строение и функции Здесь нужно уточнить, чем отличается пассивный экзоскелет от активного: Пассивный — это некоторое механическое устройс тво, надеваемое сверху на человека, «exo» — это внешний, «скелет» — выполнение скелетной функции.
Активные скелеты предполагают обязательно наличие различных приводов. В каких они суставах будут стоять, это уже зависит от решаемых задач. И по этой причине они могут иметь разные конструкции. Содержал привод колено, привод бедра, аккумуляторы.