Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали лёгкий экзоскелет верхних конечностей, который снабжает человека дополнительным слоем "мышц".
На «Армии-2021» представлен российский боевой экзоскелет
Разработка так называемых экзоскелетов движется в двух основных направлениях: создание силовых ассистентов для людей с полноценными моторными функциями и реабилитация пациентов с различными нарушениями опорно-двигательного аппарата. Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали лёгкий экзоскелет верхних конечностей, который снабжает человека дополнительным слоем "мышц". Летать словно птицы, а тяжести поднимать не хуже слона! Эти сверхспособности дарят наши ученые. Разработку промышленных экзоскелетов изучил Андрей Негру. Военные новости. Новая реальность: как экзоскелеты постепенно станут частью нашей жизни. Экзоскелеты появляются в новостях нечасто и кажутся вещью из будущего – наравне с летающими такси и роботами-андроидами.
Железные мышцы: уникальный медицинский экзоскелет создали в России / РЕН Новости
Киберпротезы, нейроинтерфейсы, экзоскелеты: как развиваются технологии, которые помогают людям, что они могут уже сейчас и что ждет нас в будущем. Когда мы слышим слово экзоскелет перед глазами неизменно встаёт образ Роберта Дауни Мл., облачённого в пурпурно-золотую броню Железного человека, взмывающего в облака и разбрасывающего врагов человечества направо и налево. В Волгограде работает известный на всю страну инновационный центр, где ученые создают экзоскелеты для адаптации или полного восстановления утраченных двигательных функций. Ведущие страны занимаются разработкой экзоскелетов для включения в перспективные боевые экипировки. На ИННОПРОМ-2023 представлена уникальная российская модель экзоскелета для реабилитации людей с ограниченными возможностями, конкретно — с нарушением функций ходьбы. Экзоскелет: от фантастики к реальности Информационные материалы и новости категории "Здоровье" Статьи и публикации портала DISLIFE.
Экзоскелеты и их применение
Когда мы слышим слово экзоскелет перед глазами неизменно встаёт образ Роберта Дауни Мл., облачённого в пурпурно-золотую броню Железного человека, взмывающего в облака и разбрасывающего врагов человечества направо и налево. В видеоролике рассказывается о механике восстановления с помощью экзоскелетов, биомеханике движения, как это происходит и почему вообще это возможно, что такое пассивный и активный экзоскелет, как они устроены. Экзоскелет снимает нагрузку с поясничного отдела при подъеме и переносе грузов массой до 60 кг, разгружает руки пользователя при работе с рабочими инструментами массой до 15 кг. 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. Что такое экзоскелет и как он работает? Да, экзоскелет – это своеобразный «костюм» или устройство, которое способно увеличивать физические возможности человека, за счет особого строения каркаса.
Экзоскелеты
Военные новости. 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. По сути, экзоскелет — это внешний каркас, который перераспределяет нагрузку. бионический экзоскелет, который позволяет людям с двигательными нарушениями в нижних конечностях достигать вертикального положения и ходить.
«Мы даем парализованным людям возможность ходить»
Более подробно об особенностях тех и других моделей описано в статье «Чем отличается активный экзоскелет от пассивного? Также экзоскелеты делятся в зависимости от метода ношения: для рук; для коленных суставов; для спины. Механизмы используются как самостоятельные вспомогательные устройства так и в качестве элементов целого костюма. В качестве примера можно привести комбинацию элементов для рук и спины, которые часто применяются операторами для ведения более чистой и качественной съемки.
Где применяются? Эта уникальная и полезная разработка может применяться во многих сферах человеческой жизни, делая ее более комфортной, легкой и удобной. Области наиболее активного применения технологии следующие: Медицина.
Поддерживающие каркасы необходимы тем пациентам, которые частично или полностью утратили возможность полноценно двигаться. Они также позволяют более успешно проводить реабилитационные мероприятия после тяжелых травм и заболеваний. Она из наиболее насыщенных областей применения, в которой сосредоточено большое количество разнообразных моделей.
Не стоит только сразу себе представлять неких универсальных солдат, способных выследить и истребить врага в любых условиях. Экзоскелеты применяются не только для проведения боевых действий но и в качестве вспомогательного оборудования во время спасательных и разведывательных миссий.
Записаться на консультацию Экзоскелеты в медицине При упрощении схемы выполнения движений скелетной мускулатуры, в обычных ситуациях сокращение мышц осуществляется с помощью сигналов, которые посылает головной мозг через структуры периферической и центральной нервной системы. При определенных травмах или заболеваниях проведение данных сигналов, как правило, затрудняется и их становится недостаточно, для самостоятельного осуществления движений. Экзоскелет пассивного типа выполняет и поддерживает движение путём регистрации и усиления этих минимальных импульсов в мышцах ног, которых не хватает, чтобы выполнить движения самостоятельно.
Специальные моторы в устройстве, выполняют движение конечностей. Они расположены в области коленных и тазобедренных суставов.
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. Источник: YouTube канал: ReaMed - Progress To Medicine Когда пилот костюма сгибает какой-либо сустав, датчики считывают телеметрические данные и передают их в виде электрического сигнала на микроконтроллер. На основе анализа этих данных компьютер формирует сигнал управления и мгновенно приводит в действие силовые поршни сервоприводов. Где применяются экзоскелеты уже сейчас Для реабилитации Разработки нейробиологов для реабилитационной медицины позволили сделать огромный шаг в области производства экзоскелетов для людей с ограниченными возможностями. За последнее десятилетие было разработано несколько видов медицинских устройств, предназначенных для восстановления утраченных функций конечностей после травм и ускоренной реабилитации пациентов после операций.
Источник: Wikipedia В России одна из самых известных компаний, работающих в этом направлении, — ЭкзоАтлет. Разработка компании предназначена для вертикализации и ходьбы пациента с нарушениями локомоторных функций нижней части тела. Устройство крепится к телу человека и формирует естественный паттерн ходьбы, позволяя снизить нагрузку на травмированные конечности. Спустя время мозг пациента формирует определенную модель движения и начинает воспроизводить ее уже самостоятельно. Механизмы для поднятия тяжестей также могут быть пассивными и активными. Пассивные механизмы обеспечивают плавность движений и снимают нагрузку с опорно-двигательного аппарата рабочих, а активные, за счет приводящих моторов, могут увеличивать силу оператора до 20 раз, то есть берут на себя большую часть физических нагрузок. В обоих случаях эти устройства являются своего рода «броней» для укрепления скелета и мышц человека. Для промышленности и ЧС Промышленные экзоскелеты позволяют увеличить время непрерывного выполнения операций за счет снятия основной нагрузки с определенной группы мышц.
Это, в свою очередь, позволяет ускорить все логистические процессы, а также повысить общую безопасность на производстве. Промышленные устройства бывают разных видов и могут усиливать разные группы мышц. Одни модели призваны помочь работникам, которые проводят много времени с высокоподнятыми руками, другие — помогают нивелировать вес используемых инструментов, третьи — поддерживают мышцы спины в трудных положениях. 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.
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. Реабилитацию с применением Atalante необходимо проводить в условиях клиники в присутствии врача.
Экзоскелет — фантастическое прошлое и реалистичное будущее современного человека
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. Голень соединяется со стопой через пружину и при шаге вперед голень тянет стопу, облегчая подошвенное сгибание голеностопного сустава. Источник: The Engineer Перспективы экзоскелетов В ближайшее десятилетие эксперты прогнозируют бурное развитие производства экзоскелетов для всех сфер промышленности, и их активное внедрение в военной и медицинской сфере.
С учетом общей тенденции к компьютеризации и роботизации производств, большинству предприятий требуется полная реконструкция процессов. Зачастую это требует существенных затрат. В этом смысле внедрение экзоскелетов можно рассматривать как некий компромисс, который устраняет необходимость в полной автоматизации и выгоден с экономической точки зрения.
Экзокостюмы позволят облегчить ручной труд, повысить безопасность и эффективность выполнения задач. Производство экзоскелетов Экзоскелет — дорогостоящее в разработке высокотехнологичное роботизированное устройство, которое проходит долгий путь от формирования технического задания до выпуска сертифицированного устройства и требует особой точности в проектировании и создании всех деталей и узлов. Сегодня в области производства экзоскелетов действует большое количество отечественных и международных стандартов, которые закладывают основы проектирования и изготовления изделий.
Наряду с зарубежными компаниями, в России производство экзоскелетов растет внушительными темпами, а разработкой занимаются уже более десяти отечественных производителей. Сколько стоит экзоскелет В настоящее время на рынке представлено множество моделей стоимостью от нескольких тысяч до десятков миллионов рублей. Да, разница действительно огромна.
Поэтому не каждое предприятие способно их приобрести, и на большинстве производств сегодня можно встретить наиболее распространенные и доступные по цене пассивные экзоскелеты Источник фотографии: spectrum. Пассивный экзоскелет — это внешнее механическое устройство без активных частей, сервоприводов, пневматики гидравлики или электрики, которое служит для перераспределения нагрузки, поддержки мышц и защиты опорно-двигательного аппарата человека. Это легкая конструкция, которая может применяться на всех видах производств, расширяя физические возможности оператора и защищая его от травм спины. Устройства этой торговой марки учитывают антропометрические и биомеханические данные человека и позволяют разгружать мышцы спины, рук и ног работника, снижать вероятность травм и развития профессиональных заболеваний.
Все модели прошли испытания в российских компаниях из списка ТОП-30. Сегодня пассивные экзоскелеты EXORISE используются на более чем 50 предприятиях разных отраслей промышленности: металлургия, нефтегазовая отрасль, машиностроение, строительство, МЧС, складское хозяйство, погрузочно-разгрузочные работы и др. В линейке представлены мужская и женская модели. Применение: металлургия, машиностроение, нефтегазовая отрасль, строительство, МЧС.
Экзоскелет X-RISE Устройство, предназначенное для верхней части тела, поднимает и поддерживает руки работника, снимая нагрузку с плеч и перенося вес на бедра. Применение: машиностроение, конвейерное и сборочное производство, ремонтные работы, складское и жилищно-коммунальное хозяйства. Снимает нагрузку с опорно-двигательного аппарата, перераспределяя вес через конструкцию экзоскелета ног. Применение: металлургия, нефтегазовый комплекс, машиностроение, судостроение, ремонтные работы.
Факты «На замену электродвигателя весом 36 кг у обладателя экзоскелета в процессе испытаний уходит 5 мин 18 с. Три работника без экзоскелетов справляются с этой задачей ненамного быстрее — за 4 минуты 48 секунд». Как правильно подобрать экзоскелет? Как же правильно выбрать подходящую модель экзоскелета?
Необходимо определить, какую основную задачу должен взять на себя экзоскелет, а также какие группы мышц работника он должен усилить. Чтобы правильно выбрать экзоскелет, нужно воспользоваться помощью специалиста. Как правильно надеть пассивный экзоскелет? Чтобы экзоскелет максимально защитил от травм, его необходимо правильно собрать и надеть.
Узнать, как сделать это без ошибок, можно из представленных видео. Экзоскелет — устройство, которое раньше считалось чем-то из области фантастики. Сегодня — это наша реальность. И с каждым днем она становится все обыденнее, так как руководители предприятий активно внедряют их в производственные процессы.
Этим они позволяют своим сотрудникам не только увеличить производительность труда, но и сберечь здоровье, внося большой вклад в сохранение трудового ресурса страны. Поделиться в соцсетях:.
Экзоскелет Mobile Suit для ликвидации последствии аварии на Фукусиме Инженеры из Университета Цукуба разработали костюм Mobile Suit специально для ликвидации последствий аварии на Фукусиме. В основе этого экзоскелета лежит уже упомянутый выше Hybrid Assistive Limb. Успешная модель, помогающая старикам и инвалидам, превратилась в полноценный костюм, увеличивающий силы, защищающий от радиоактивной пыли и спасающий от перегрева. Экзоскелет Mobile Suit для ликвидации последствии аварии на Фукусиме Но самое интересное в экзоскелете Mobile Suit — это то, что он, действительно, похож на костюм Железного Человека.
Экзоскелет Mobile Suit для ликвидации последствии аварии на Фукусиме ЭкзоАтлет В 2011 году работы по созданию экзоскелета начались и в России. Проект с названием ЭкзоАтлет был инициирован Министерством чрезвычайных ситуаций и научной командой НИИ Механики Московского государственного университета. Российский экзоскелет ЭкзоАтлет За время существования команда ЭкзоАтлет разработала и создала прототипы нескольких вариантов отечественных экзоскелетов, как пассивного, так и активного действия. Первые перенимают на себя вес оружия и снаряжения, повышая мобильность и выносливость человека, вторые — увеличивают его силу и позволяют без проблем поднимать и переносить предметы весом до 200 килограммов. Российский экзоскелет ЭкзоАтлет Российский экзоскелет ЭкзоАтлет Экзоскелеты ЭкзоАтлет можно использовать как в военных и спасательных операциях, так и в повседневной жизни. Они дают свободу действий и передвижения не только солдатам, но и старым, а также больным людям.
Российский экзоскелет ЭкзоАтлет.
Конструкция ProEXO не сковывает естественные движения сотрудника, его можно носить под штатной рабочей одеждой. Исполнение экзоскелета может быть пассивным — для защиты опорно-двигательного аппарата сотрудника от перегрузок, или активным — со встроенными приводящими элементами моторами , которые берут на себя большую часть физических усилий. 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.
Реальный помощник или дорогая игрушка: на что способны современные экзоскелеты
Для этого в конструкцию скелета включены моторы. Если пациент ходит неправильно, двигатели будут корректировать его движения. В конечном счете задача пользователя будет сводиться к тому, чтобы моторы при ходьбе ему не мешали. Это будет происходить интуитивно, поэтому специальное обучение пациента не требуется. Подробнее читайте в эксклюзивном материале «Известий»:.
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. 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.
Кусок трубы ему, похоже, совершенно не мешает. Более того, отечественная разработка помогает рабочим защититься от самой коварной травмы позвоночника, которая может возникнуть при подъеме тяжестей из полусогнутого положения. Спина сразу сломается. А здесь — спокойно поднимаете и можете двигаться, - говорит испытатель, - Экзоскелет не ограничивает мои телодвижения. Вся нагрузка идет на него, а не на тело человека. Экзоскелетом можно пользоваться для работы с тяжелыми предметами весом до 65 кг. Но, по словам испытателей, это далеко не предел.
Оснащённых медицинских центров «Во всем мире, в каждой стране есть люди, мечтающие вновь встать на ноги. Разрабатывая и производя экзоскелеты, мы создаём инструмент для врачей и пациентов, который поможет тысячам людей вернуться к полноценной жизни.
Военное дело
- экзоскелет - новости по ключевому слову | «Городские вести»
- На ИННОПРОМ показали российский экзоскелет, который поставит инвалидов на ноги - Новости
- Волгоградские ученые изготовят экзоскелет для участника спецоперации
- Почти робокопы. Как экзоскелеты помогают в реабилитации инвалидов
История создания экзоскелетов
- Еще больше интересных статей
- Экзоскелет: что это такое и где их используют
- Экзоскелет для инвалидов
- Экзоскелет
- Главная - Экзоскелетные технологии «ЭКЗОРАЙЗ»
- Новинки технологий для пациентов и… не только для них