Несколько вариантов экзоскелетов разрабатывают для российской армии Наука Оружие 28 сентября в 12:48 Несколько вариантов экзоскелетов разрабатывают для российской армии. В России разработали экзоскелет для промышленных работ Life Style Технологии/гаджеты 11. Новинка в реабилитации: экзоскелет для инвалида. Как работает экзоскелет и какие возможности он дает человеку. Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях. Уже в этом году в российские вооруженные силы начнет поступать первый серийный экзоскелет ЭО-01.02 производства компании «ГБ Инжиниринг».
Экзоскелет: назначение, принцип работы и разновидности
| Экзоскелет для рабочих от Ростеха | С помощью российского экзоскелета можно свободно ходить по дому и даже гулять с собакой в парке. |
| Реальный помощник или дорогая игрушка: на что способны современные экзоскелеты | ЭкзоМех это открытый проект разрабатывающий различные бионические устройства, такие как экзоскелеты, протезы, нейроприводы и другие механизмы, расширяющие, усиливающие или изменяющие возможности человека. |
Экзоскелеты: принцип действия, конструкция, применение
Очень крутая технология, я даже успеваю развести все заказы раза в 2 быстрее! Андрей курьер службы доставки воды "Аква Вита" С экзоскелетом я стал чувствовать себя супердоставщиком. Легко нести тяжелые посылки, не напрягая спину, и быстро преодолевать лестницы. Работать стало проще и быстрее. Раньше мечтал о суперсиле, а теперь, каждый день на работе с экзоскелетом она у меня есть!
Рамис курьер службы доставки "DPD" Этот экзоскелет — прямо как волшебная палочка! Теперь на моей даче все работы стали легче. Благодаря ему, копать грядки и носить ведра с водой стало просто, словно в молодости.
Cиловой доспех космодесантника и костюм Железного человека базируются на одной технологии: на идее спрятанного в металлическом каркасе экзоскелета, который одним своим присутствием обеспечивает оператору улучшение всех его способностей, всех навыков. Это мечта человека стать чем-то большим — и способ достигнуть большего.
С тех самых пор, как в 1959 году вышел «Звёздный десант» Роберта Хайнлайна, поклонники фантастики стали ждать, когда же такая технология появится в реальности. Помимо экзоскелетов, инженеры GE Ральф Мошер и Арт Бьюк разрабатывали пилотируемых роботов-мехов Фото: Museum of Innovation and Science Schenectady Долго ждать не пришлось: первый известный миру экзоскелет, Hardiman, был создан в 1965 году американской компанией General Electric. Он стал совместной разработкой сухопутных вооружённых сил и военно-морского флота. Целью проекта обозначили «расширение человеческих возможностей посредством увеличения грузоподъёмной силы». Модель состояла из внутреннего костюма, закреплённого непосредственно на операторе, и внешнего каркаса, который и принимал на себя вес переносимых объектов.
Планировалось, что Hardiman увеличит силу оператора в двадцать пять раз: это означало, что, поднимая груз массой 680 килограммов, человек должен был приложить усилия, необходимые для поднятия всего лишь 27 килограммов. Но до полноценных испытаний дело не дошло: работа механизма оказалась нестабильной, из-за чего оператор рисковал получить травмы. На разработку Hardiman ушло шесть лет, однако из-за его тяжеловесности экзоскелет весил три четверти тонны и постоянных сбоев системы проект пришлось признать неудачным. Зато он остался в истории как научный прорыв и вдохновил на дальнейшие исследования учёных по всему миру. Уже от скелета Hardiman можно было оставить одну клешню Фото Museum of Innovation and Science Schenectady В разработке экзоскелетов в равной степени заинтересованы военные, представители медицинской сферы, промышленные концерны и пионеры космического производства.
Не все современные экзоскелеты представляют собой полноценный роботизированный «костюм» — большинству компаний целесообразнее разрабатывать отдельные каркасы для верхних и нижних конечностей и при необходимости собирать их в единую систему. Экзоскелет REX предназначен для людей с нарушением мобильности: он позволяет пациенту передвигаться без использования рук Фото: REX Bionics Подобные «половинчатые» экзоскелеты, не отягощённые лишними деталями, стоят дешевле и легче находят себе применение в узкоспециализированных областях. В медицине их используют при снижении у пациентов мышечной силы в результате болезни или травмы — или же если необходимо уменьшить нагрузку на позвоночник во время тренировок и в повседневной жизни. Хороший пример можно увидеть во вселенной Marvel: когда Джеймс «Воитель» Роудс был ранен во время событий фильма «Первый мститель: Противостояние» и потерял возможность ходить, Тони Старк сконструировал ему специальный экзоскелет для ног, призванный не только восстановить мобильность друга, но и помочь его дальнейшей реабилитации. В реальности некоторые модели тоже оснащают подсистемами, которые помогают человеку восстановить утраченные возможности: один из лидеров индустрии, японская компания Сyberdyne, разработала для своего флагманского экзоскелета HAL «вспомогательная гибридная конечность» специальные датчики, которые улавливают нервные сигналы пациента и без дополнительных стимулов преобразуют их в команды мышцам.
Предполагается, что подобная обратная связь между человеком и машиной помогает парализованному или ослабленному пациенту быстрее восстановить контроль над собственным телом. В схожей сфере работает новозеландская компания REX Bionics: она разработала экзоскелет, позволяющий пациентам с нарушением подвижности ходить без использования костылей. Выдающихся результатов достигли и компании ReWalk и Ekso Bionics: их модели медицинских экзоскелетов уже доступны в разных странах мира. Эти устройства применяются при реабилитации после инсульта и травмы спинного мозга, а также помогают пациентам с параличом конечностей самостоятельно передвигаться, стоять и даже подниматься по лестнице. 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.
На сегодняшний день среди компаний, которые уже применяют их, можно назвать следующие: автопроизводители BMW, Ford, Honda, и Hyundai; производители электроники Mitsubishi, Panasonic, Samsung, и Siemens; транспортные и логистические компании AT, Geodis, и Pon, производители оборудования управления микроклиматом Rensa, WTH, и Vebego, а также строительная компания Hankamp Gears. Военное дело В фильмах часто показывают, что экзоскелеты способны сделать из человека настоящего супергероя, который может прыгать на здания, бегать быстрее автомобиля и быть пуленепробиваемым. Реальность, конечно же, более прозаична, однако экзоскелеты не менее важны для солдат и их здоровья.
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.
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. 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.
Встать на ноги: как экзоскелеты заново учат ходить
Экзоскелет (в переводе с латыни «внешний скелет») – техническое устройство, которое способно увеличивать физические способности человека благодаря каркасу. 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. 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.
Экзоскелеты – доспехи будущего
В остальном это отличный образчик того, как с помощью технологий можно избавить людей от недугов и сделать их сильнее и быстрее. По словам экспертов, костюм Макса работает по примерно тем же принципам, что и существующие уже сегодня модели и прототипы. Конечно, он легче, имеет больше степеней свободы, в его случае не стоит проблема с источником питания. Основная преграда — создание эффективного и безопасного интерфейса «человек — компьютер», когда они оба становятся единым целым. Когда-нибудь это станет реальностью. Combat Jacket из фантастического боевика «Грань будущего» с Томом Крузом в главной роли. Экзоскелет не имеет какого-либо «торгового» названия и представляет собой одну из модификаций стандартной амуниции для солдат будущего.
Если придираться, то в настоящем бою костюм майора Уильяма Кейджа окажется не столь эффективным, как хотелось бы. Он может применяться разве что в схватке с легковооруженным противником: броня отсутствует и первая шальная пуля станет последней. Впрочем, далеко не все участвующие сегодня в боевых операциях армии используют бронежилеты или иные средства индивидуальной защиты для своих солдат. Экзоскелет Combat Jacket является примером того, что может появиться у некоторых армий в самом ближайшем будущем. Кстати, модели, которые носят Том Круз и Эмили Блант, собраны из множества элементов и не являются полной бутафорией. По словам модельера, который собирал экзокостюмы для съемок, каждый из них состоит из 350—400 деталей.
Не заглядывая в будущее Далее следуют пять образцов уже существующих экзоскелетов, которые проходят испытания или используются военными, гражданскими организациями либо медицинскими учреждениями. Некоторые конструктивные особенности этих устройств позаимствованы из научно-фантастической литературы и кино: не секрет, что многие из существующих ныне гаджетов в прошлом были не более чем образами в головах изобретателей, писателей и мечтателей. 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.
Он спроектирован таким образом, что оператор не чувствует его веса и находится на нем.
При столкновении с препятствием экзоскелет компенсирует удар не перенося его на владельца. Экзоскелет при переломе нижней челюсти[ править править код ] Экзоскелет нижней челюсти. Данное устройство [15] впервые предоставляет пациенту не только двигательную активность нижней челюсти, но и компенсирует патологические силы, возникающие вследствие использования аппарата внешней фиксации отломков костей [16] [17]. Экзоскелет нижней челюсти на YouTube Экзоскелеты для МЧС[ править править код ] Модификации экзоскелетов, а также отдельные их модели, могут оказывать значительную помощь спасателям при разборах завалов рухнувших зданий. При этом экзоскелет может защитить спасателя от падения обломков. Проблема с источниками энергии[ править править код ] В наше время большой преградой для начала постройки полноценных экзоскелетов является отсутствие подходящих источников энергии, которые могли бы в течение длительного времени позволить машине работать автономно.
Погрузчик-экзоскелет[ править править код ] В 1960-е гг. Рабочие примеры экзоскелетов были построены, но широкое применение таких моделей пока невозможно. По заявлениям прессы, машина удачно спроектирована но, из-за отсутствия аккумуляторов достаточной ёмкости, демонстрацию пришлось проводить в режиме работы от сети ролик с демонстрацией есть на YouTube [19]. Курск и компанией «Экзомед» [20] Курск. Промышленный экзоскелет нижних конечностей AE предназначен для подъема, переноса и удержания грузов, а также для выполнения работ, связанных с длительным нахождением в статичном состоянии, применяется для профилактики травматизма на производстве и способствует повышению производственной эффективности [21] [22]. Оснащен интеллектуальной системой управления электроприводами и набором бортовых датчиков, анализирующих окружающую обстановку, параметры пользователя и груза.
Экзоскелет рассчитан на операторов ростом от 160 до 195 см, а также включает в себя бортовой компьютер, позволяющий в реальном времени отслеживать уровень загазованности окружающего воздуха, температуру воздуха, освещенность, режим работы пользователя и другие параметры. Все данные выводятся на мобильное устройство и могут передаваться в корпоративную сеть [23]. Опытная партия в настоящий момент проходит тестирования на предприятиях. Enforcer - активный экзоскелет для разгрузки при поднятии, переносе и удержании грузов на высоте от 0 до 1. ExoHeaver Lowebacker — пассивный экзоскелет мягкого типа, предназначенный для разгрузки спины при грузоподъемных, складских и транспортных работах [24]. Предназначен для работы с грузами весом до 25 кг, и может быть оснащен системой датчиков для интеграции в систему «умный рабочий».
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.
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.
В первую очередь они могут быть активными и пассивными по принципу работы. Не сложно догадаться, что активный экзоскелет имеет в своем строении предусмотренный элемент питания, за счет которого и происходит движение приводов. Сразу можно представить в качестве аналога костюм «Железного человека» из фантастической киновселенной Marvel. Устройства с электрическими приводами способны многократно увеличивать прилагаемую человеком силу. Подача команд на сами контроллеры осуществляются за счет воздействия определенного набора движений. При любом изменении в показателях веса, нагрузки, положения, система реагирует соответствующими действиями. В отличие от активных пассивные экзоскелеты не требуют источника дополнительного питания, а весь их принцип действия базируется на основных законах механики. На данный момент существуют персональные вспомогательные подъемные устройства и устройства возврата, которые не предусматривают возможность сгибания. Оба имеют раму, которая выполняет основную функцию поддержания и распределения нагрузки. Более подробно об особенностях тех и других моделей описано в статье «Чем отличается активный экзоскелет от пассивного?
Также экзоскелеты делятся в зависимости от метода ношения: для рук; для коленных суставов; для спины. Механизмы используются как самостоятельные вспомогательные устройства так и в качестве элементов целого костюма.
На ИННОПРОМ показали российский экзоскелет, который поставит инвалидов на ноги
В Волгограде работает известный на всю страну инновационный центр, где ученые создают экзоскелеты для адаптации или полного восстановления утраченных двигательных функций. Летать словно птицы, а тяжести поднимать не хуже слона! Эти сверхспособности дарят наши ученые. Разработку промышленных экзоскелетов изучил Андрей Негру. С помощью российского экзоскелета можно свободно ходить по дому и даже гулять с собакой в парке. 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.
Экзоскелеты: принцип действия, конструкция, применение
Как заявляют разработчики, такой экзоскелет подойдет не только людям с травмой спинного мозга, но и с последствиями инсульта. В настоящее время создано несколько действующих прототипов изделия. Последняя модификация, ExoAtlet Albert, управляется с костылей и позволяет человеку самостоятельно ходить, садиться, вставать. Со слов руководителей проекта, первые продажи начнутся в 2016 году. Директором компании является Homayoon Kazerooni.
Разработан для людей с нарушением опорно-двигательной системы , а именно для людей, которые не могут ходить самостоятельно. Имеет регулируемые размеры и может настраиваться под пользователей разного телосложения и роста. PHOENIX оснащен набедренными двигателями, которые приводят в действие коленные суставы экзоскелета, позволяя свободно передвигаться. Он спроектирован таким образом, что оператор не чувствует его веса и находится на нем.
При столкновении с препятствием экзоскелет компенсирует удар не перенося его на владельца. Экзоскелет при переломе нижней челюсти[ править править код ] Экзоскелет нижней челюсти. Данное устройство [15] впервые предоставляет пациенту не только двигательную активность нижней челюсти, но и компенсирует патологические силы, возникающие вследствие использования аппарата внешней фиксации отломков костей [16] [17]. Экзоскелет нижней челюсти на YouTube Экзоскелеты для МЧС[ править править код ] Модификации экзоскелетов, а также отдельные их модели, могут оказывать значительную помощь спасателям при разборах завалов рухнувших зданий.
При этом экзоскелет может защитить спасателя от падения обломков. Проблема с источниками энергии[ править править код ] В наше время большой преградой для начала постройки полноценных экзоскелетов является отсутствие подходящих источников энергии, которые могли бы в течение длительного времени позволить машине работать автономно. Погрузчик-экзоскелет[ править править код ] В 1960-е гг. Рабочие примеры экзоскелетов были построены, но широкое применение таких моделей пока невозможно.
По заявлениям прессы, машина удачно спроектирована но, из-за отсутствия аккумуляторов достаточной ёмкости, демонстрацию пришлось проводить в режиме работы от сети ролик с демонстрацией есть на YouTube [19]. Курск и компанией «Экзомед» [20] Курск. Промышленный экзоскелет нижних конечностей AE предназначен для подъема, переноса и удержания грузов, а также для выполнения работ, связанных с длительным нахождением в статичном состоянии, применяется для профилактики травматизма на производстве и способствует повышению производственной эффективности [21] [22].
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. Активно об устройстве писали примерно пять лет назад, а в начале 2015 года появились данные о том, что Raytheon продала технологию и наработки американскому стартапу Sarcos. Последняя назвала себя лидером в робототехнике, разместив на сайте видео с демонстрацией возможностей XOS.
Вероятно, Sarcos не станет концентрировать свою деятельность на военных задачах, а отдаст предпочтение гражданскому сегменту. Модель XOS 2 представляет собой один из наиболее мощных экзоскелетов оператор способен поднять груз в 90 кг несколько сот раз практически не утомляясь , однако это вылилось в его ключевой недостаток — необходимость проводного подключения к источнику питания. С помощью костюма можно не только поднимать действительно тяжелый груз, но и переносить его.
Регулирует угол сгибания тазобедренного и коленного суставов, выбирая наиболее оптимальный. Вес - 21,4 кг. Рассчитан на пациентов с массой тела до 100 кг, ростом о 1 м 60 см до 1 м 90 см и шириной бедер до 42 см. Цена - от 7,5 млн. ReWalk Один самых совершенных и продвинутых экзоскелетов. Производится израильской компанией ReWalk Robitics.
В настоящее время выпускается уже шестая модель экзоскелета этой компании - ReWalk Personal 6. Экзоскелеты ReWalk предназначены для реабилитации и использования в повседневной жизни. Оборудован рамой поддержки таза и голеностопными каркасами, имеет сенсоры наклона, оснащен интеллектуальной системой управления и наручным коммуникатором, с помощью которого и осуществляется управление экзоскелетом. Вес экзоскелета ReWalk - 25 кг. Рассчитан на пациентов с массой тела до 80 кг. Батарея может работать без подзарядки 3 часа, время ее зарядки - 5-8 часов. Цена - от 3,5 млн. Обе модификации применяются для реабилитации и восстановления пациентов с поражениями спинного мозга, опорно-двигательной системы, нейромышечными заболеваниями. HAL 3 предназначен для восстановления двигательной функции нижних конечностей, HAL 5 - верхних и нижних конечностей и торса.
Отличительной особенностью экзоскелетов HAL является наличие обратной связи между устройством и телом человека. Сервоприводы экзоскелета HAL приводятся в движение импульсами, получаемыми с мышц человека. Эти импульсы улавливаются специальными датчиками, закрепленными на коже пациента. Импульсы с мышц считываются датчиками и направляются в процессор, который оценивает уровень нагрузок и приводит в движение необходимые сервоприводы экзоскелета. Таким образом, головной мозг заново обучается управлению мышцами торса, рук и ног. Конструкция обеих модификаций экзоскелата HAL разборная и позволяет использовать их как для одной, так и для обеих конечностей. Вес модели HAL 3 - 10 кг. HAL 5 весит 12 кг. Обе они рассчитаны на пациентов с массой тела до 80 кг.
Система питания обеспечивает непрерывную работу устройства на срок от 1 до 1,5 часов. Цена экзоскелетов HAL производителем не указывается, так как они не поступают в продажу, а сдаются в аренду лечебным учреждениям сроком на 5 лет. Indego Это достаточно новая разработка американской компании Parker Hannifin Corporation, которая появилась на рынке в прошлом году.
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. Он помогает ходить, вставать, садиться, подниматься по лестнице, двигаться назад и даже делать «лунную походку». Пользователь управляет им с контрольной панели и джойстика. REX может убрать осложнения, связанные с долгим пребыванием в инвалидном кресле. Phoenix Экзокостюм для свободной ходьбы при параличе ног. Сильно отличается от громоздких моделей прошлого десятилетия по размеру и весу 12 кг.
Это возможно из-за использования только двух приводов на бёдрах. Колени поддерживаются в нужном положении за счёт систем натяжения. Масса — 20 кг. Подходит для человека с ростом 157-193 см. Костюм предугадывает действия за счёт датчиков наклона, например, помогает встать с инвалидного кресла, когда пользователь подаётся вперёд и опирается на костыли. ReWalk Бионический экзокостюм для пациентов с параличом ног. Он помогает стоять, ходить, идти вверх по лестнице.
Экзоскелет: назначение, принцип работы и разновидности
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 технологический механизм, предназначенный для восполнения утраченных функций человека, а также для усиления его мышечных способностей. Летать словно птицы, а тяжести поднимать не хуже слона! Эти сверхспособности дарят наши ученые. Разработку промышленных экзоскелетов изучил Андрей Негру.
На «Армии-2021» представлен российский боевой экзоскелет
Прототип экзоскелета профессора Али Сейрега из Университета машиностроения Мэдисона, 1970-е годы Видео: YouTube В последующие годы в разных странах было создано множество более успешных разработок. 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.
И до сих пор эта волна не угасает. Сейчас «ЭкзоАтлет» уже сертифицированное медицинское изделие и применяется в рутинной практике в клиниках в разных городах России и в Южной Кореи, так что многие могут пройти курс реабилитации в стационаре.
Но мы всегда рады новым пилотам, которые хотят работать с нами в команде и готовы ездить на выставки и конференции, чтобы демонстрировать работу «ЭкзоАтлета» и делиться собственными неподдельными впечатлениями. 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.
Единственный минус — цена в пять, а то и шесть миллионов рублей. Такие прототипы, как правило, есть только у современных многопрофильных больниц. Пока одни производители помогают встать на ноги больным, другие хотят протянуть руку помощи здоровым. Гибрид человека и машины, созданный учеными в мастерской, изначально задумывался как измерительное устройство, проще говоря, шагомер. С его помощью ученые будут сравнивать походки здоровых и больных людей. На основании этих данных шаг за шагом выведут формулу идеальной походки.
Вибромоторы добавим, будут препятствовать человеку совершать неправильные действия", — сообщил руководитель проекта Илья Таратонов. Это позволит здоровым ходить правильно и беречь позвоночник, а больным найти свой путь к выздоровлению. Искусственно выеденная траектория шага для пациентов с диагнозом ДЦП станет основой их реабилитации.
Однажды на заводе произошел несчастный случай, который и подтолкнул его к изобретению «друга кочегара» — приспособления для автоматического наполнения парового котла и поддержания в нем воды на определенном уровне.
За свое изобретение Ягн получил золотую медаль на выставке в Филадельфии. После этого он переехал в США, где получил свои основные патенты на изобретения. Их он планировал направить в помощь военным. Однако мы должны понимать, что созданный Николаем Ягном механизм был лишь прототипом современного экзоскелета, да и широкого распространения в промышленности он не получил.
Но мысль захватила умы многих ученых и корпораций, поэтому работы по созданию промышленных экзоскелетов стали проводиться постоянно. Он назывался Hardiman и мог поднимать 110 кг с усилием, применяемом при подъёме 4,5 кг. Однако из-за большого веса 680 килограмм он был непрактичным. Но именно с этого момента берет свое начало создание промышленных экзоскелетов.
Сегодня экзоскелеты применяют в различных областях: они облегчают реабилитацию больных после травм позволяют восстанавливать утраченные функции организма, такие как ходьба ; с их помощью спасатели и пожарные эвакуируют и переносят людей с места происшествия, поднимают тяжелое оборудование по лестничным пролетам; дайверы получают возможность работать на больших глубинах и т. Экзоскелеты также высоко востребованы в промышленности, особенно на производствах, где работа сопряжена с трудоемкими процессами, связанными с поднятием тяжестей, работой в неудобных положениях. Нагрузки на производстве иногда доходят до критических. Использование экзоскелетов позволяет их снизить, сберечь здоровье работников, занимающихся тяжелым физическим трудом, снизить утомляемость, избежать производственных травм и развития профзаболеваний.
Мы рассмотрим три основные. Увеличение производительности труда сотрудников и эффективности всего производства в целом. Устройство позволяет человеку выполнять сложные технологические операции быстрее, при этом затрачивать меньше усилий. Приведем простой пример: обычно установкой на трубопровод задвижки весом 52 кг на высоте 1,2 — 1,3 метра занимаются три человека.
Выполнение данной операции занимает у них 3 мин 24 с. Один работник в экзоскелете способен сделать ту же работу за 3 мин 48 сек почти то же время. Следовательно, остальные два человека в этот момент могут выполнять другую работу. Это наглядно показывает, что использование экзоскелетов помогает высвобождать человеческие ресурсы, повышать эффективность и производительность работников.
Снижение количества травм на производстве. Неожиданная судорога, усталость — все это может привести к тому, что работник уронит тяжелый предмет и получит травму. Экзоскелет помогает избежать подобных ситуаций. Снижение риска возникновения профессиональных заболеваний.
Из-за постоянных физических нагрузок на производстве в том числе переноса тяжелых предметов, постоянной работы с поднятыми руками и т.
Экзоскелеты: принцип действия, конструкция, применение
Ведущие страны занимаются разработкой экзоскелетов для включения в перспективные боевые экипировки. Условно все экзоскелеты можно разделить на два вида: те, что восполняют утерянные возможности, и те, что усиливают имеющиеся. Экзоскелет: от фантастики к реальности Информационные материалы и новости категории "Здоровье" Статьи и публикации портала DISLIFE. Ожидается, что к 2027 году рынок экзоскелетов будет расти в среднем на 12,5% в среднем на 12,5%. Основными факторами, способствующими росту рынка экзоскелетов, являются растущая распространенность инсульта и гериатрического населения во всем мире. Экзоскелет снижает нагрузку на опорно-двигательный аппарат в два раза, позволяет нести до 60 килограммов груза и может адаптироваться под особенности бойца. Что такое экзоскелет В дословном переводе с греческого экзоскелет – это внешний скелет. Автоматическая конструкция, которая восстанавливает утраченные или усиливает имеющиеся функции тела.
Экзоскелет — фантастическое прошлое и реалистичное будущее современного человека
Что экзоскелет — это не костюм из будущего, а уже необходимость для любого промышленного предприятия. Военные новости. Представленный экзоскелет для ног X1 от китайской компании Dnsys позволяет увеличить скорость бега пользователя до 26 км/ч (добавляет 0,9 кВт мощности) и добавить 25 км к дальности пешей прогулки по пересеченной местности либо нести еще 38 кг груза. Экзоскелет — это внешнее устройство, которое человек надевает, чтобы снизить нагрузку на организм. 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. В 2020 году, по данным Международной федерации робототехники (IFR), рынок экзоскелетов составлял 11,2 тыс. штук ($100,5 млн), в 2023-м ожидается его прирост до 20 тыс. ($272 млн).
Как стать ближе к роботу: представлен экзоскелет Dnsys X1
Эффективная поддержка запястья оператора Пассивный экзоскелет. Отзывы «Нет напряжения в спине, при наклоне и подъеме намного легче и комфортнее, чем без экзоскелета. Главное — настроить под себя, чтобы было удобно» Александр, работник цеха укладки и профилирования, компания «Альтернатива» «В экзоскелете удобно, движения он не сковывает, на позвоночник нагрузки нет. Проще поднимать тяжелые коробки, намного проще» Кирилл, стропальщик отдела складского хозяйства и логистики «Воркутауголь» «Сегодня я работаю в подборе, собираю товар на паллет и отвожу в определенные зоны по городам. Физически это нелегко, нагрузка идет не только на руки, но и на спину, на ноги.
Преимущество экзоскелета в том, что с ним на спину нет нагрузки, и спина остается прямой. Легче поднимать тяжести.
Леонид пишет книгу по бионике и собирает вокруг себя талантливых инженеров, которые горят желанием создавать во благо человека. Корреспондент ТИА Юлия Островская встретилась с Леонидом и поговорила о будущем экзоскелетов, как сделать технологии доступными и почему у доктора Рипли из кинофильма "Чужой" в реальности не было бы шансов выжить.
На полях отметим, экзоскелеты для парализованных людей сегодня стоят около 3,5 миллиона рублей. Разработки Леонида — в 60 раз дешевле. Первый экзоскелет Леонид родился и жил в Мурманске, семья решила сменить суровый климат и купила дом в поселке Торжокского района. Сначала в Тверскую область ездили каждое лето, а потом и вовсе перебрались сюда.
Леонид всегда любил физику и еще в школе задумывался над возможностью усилить физические и умственные способности человека с помощью технологий. Выбор вуза был очевиден — Институт атомной энергетики в Обнинске: - Я туда поступил не ради корочки, а ради необходимых знаний. Учиться там очень тяжело — с двойки на тройку перебираешься, каждому сданному экзамену радуешься, как чуду. За "четверки" бегали свечки в церковь ставить смеется.
Сделать экзоскелет, как говорит Леонид, было самым простым и очевидным проектом для студентов. Самый первый образец делали с другом в комнате общежития. Купили железо и компрессор с клапанами в автомагазине, другие части сняли со старого компьютера. На этом экзоскелете отработали пневмомускулы — основную и довольно дешёвую технологию, по которой Леонид и его коллеги делают экзоскелеты и сейчас.
Приходится адаптироваться. Эти условия в общем-то и породили целую плеяду разработчиков экзоскелетов в России. Технология сервоприводов, которая в основном используется для современных экзоскелетов, очень дорогая. Японцы и американцы могут себе её позволить, а вот российские разработчики — нет.
Первый экзоскелет обошёлся Леониду в 4-5 тысяч рублей.
Реабилитация пациентки с ДЦП Видео: YouTube Экзоскелеты также позволяют облегчить повседневную жизнь пациентам с тяжелыми заболеваниями. Они весят около 30 кг и выдерживают вес до 100 кг. С их помощью можно преодолевать препятствия, например ступеньки. В комплекте с WalkOn идет рюкзак, в котором находится аппаратура для отслеживания положения тела в пространстве и управления приводами. Он оснащен сенсорной панелью, которая позволяет индивидуально настраивать параметры ходьбы. WalkOn Suit Фото: angel-robotics. Экзоскелет, который производит компания, имеет функцию индивидуальной регулировки.
Это делает Trexo Home универсальным инструментом, помогающим самостоятельно передвигаться детям с церебральным параличом, травмами мозга, повреждениями спинного мозга, параплегией, мышечной дистрофией, синдромом Ретта и другими заболеваниями. Trexo управляется с планшета. Экзоскелет позволяет регулировать нагрузку на тело, характер походки, скорость движения и имеет функцию активной помощи мышцам. Стоимость комплектов стартует от 57 тыс. Так, комплектация Power предназначена для переноса грузов, а Lite Hand — для долгой работы с весом на поднятых руках, например при выполнении строительно-монтажных задач. Компания предлагает варианты экзоскелетов для разных профессий, включая курьеров — доставщиков воды. Они могут быть пассивными — для защиты опорно-двигательного аппарата от перегрузок, или активными — со встроенными приводящими моторами, которые берут на себя большую часть физических нагрузок. Экзоскелет ProEXO Видео: YouTube Особенно важно защитить работников от перегрузок и травм в индустрии строительства, поэтому многие проекты нацелены именно на этот рынок.
Экзоскелеты для строителей помогают снизить мышечное напряжение и повысить их выносливость.
Разработан для людей с нарушением опорно-двигательной системы , а именно для людей, которые не могут ходить самостоятельно. Имеет регулируемые размеры и может настраиваться под пользователей разного телосложения и роста. PHOENIX оснащен набедренными двигателями, которые приводят в действие коленные суставы экзоскелета, позволяя свободно передвигаться. Он спроектирован таким образом, что оператор не чувствует его веса и находится на нем. При столкновении с препятствием экзоскелет компенсирует удар не перенося его на владельца. Экзоскелет при переломе нижней челюсти[ править править код ] Экзоскелет нижней челюсти.
Данное устройство [15] впервые предоставляет пациенту не только двигательную активность нижней челюсти, но и компенсирует патологические силы, возникающие вследствие использования аппарата внешней фиксации отломков костей [16] [17]. Экзоскелет нижней челюсти на YouTube Экзоскелеты для МЧС[ править править код ] Модификации экзоскелетов, а также отдельные их модели, могут оказывать значительную помощь спасателям при разборах завалов рухнувших зданий. При этом экзоскелет может защитить спасателя от падения обломков. Проблема с источниками энергии[ править править код ] В наше время большой преградой для начала постройки полноценных экзоскелетов является отсутствие подходящих источников энергии, которые могли бы в течение длительного времени позволить машине работать автономно. Погрузчик-экзоскелет[ править править код ] В 1960-е гг. Рабочие примеры экзоскелетов были построены, но широкое применение таких моделей пока невозможно. По заявлениям прессы, машина удачно спроектирована но, из-за отсутствия аккумуляторов достаточной ёмкости, демонстрацию пришлось проводить в режиме работы от сети ролик с демонстрацией есть на YouTube [19].
Курск и компанией «Экзомед» [20] Курск. Промышленный экзоскелет нижних конечностей AE предназначен для подъема, переноса и удержания грузов, а также для выполнения работ, связанных с длительным нахождением в статичном состоянии, применяется для профилактики травматизма на производстве и способствует повышению производственной эффективности [21] [22]. Оснащен интеллектуальной системой управления электроприводами и набором бортовых датчиков, анализирующих окружающую обстановку, параметры пользователя и груза. Экзоскелет рассчитан на операторов ростом от 160 до 195 см, а также включает в себя бортовой компьютер, позволяющий в реальном времени отслеживать уровень загазованности окружающего воздуха, температуру воздуха, освещенность, режим работы пользователя и другие параметры. Все данные выводятся на мобильное устройство и могут передаваться в корпоративную сеть [23]. Опытная партия в настоящий момент проходит тестирования на предприятиях. Enforcer - активный экзоскелет для разгрузки при поднятии, переносе и удержании грузов на высоте от 0 до 1.