Военные новости. Российский армейский экзоскелет ЭО-01.02 от компании «ГБ Инжиниринг». Фото © РИА Новости / Илья Питалев. бионический экзоскелет, который позволяет людям с двигательными нарушениями в нижних конечностях достигать вертикального положения и ходить. Экзоскелет, выполненный из легкого углепластика, разгружает опорно-двигательный аппарат при переноске грузов весом до 50 кг и повышает физические возможности бойца. Экзоскелет для инвалидов пассивного типа, для реабилитации остаточных двигательных функций в ногах в Москве Доступные цены +7 (495) 104-30-18.
Инженер в тверской глубинке создает недорогие экзоскелеты, чтобы помочь парализованным людям
В основе системы TALOS лежит бронированный экзоскелет, который не только защищает солдата от попадания в него пуль и осколков, но также позволяет ему легко и свободно передвигаться по полю боя со снаряжением массой до 45 килограммов. это набор металлических шарниров, соединенных подшипниками между собой. Этот экзоскелет, поддерживая руку, обеспечивает невесомость, нейтральную плавучесть. Экзоскелет ЭкзоАтлет доступен для индивидуального пользования дома, на работе или для других ежедневных задач.
6 применений экзоскелетов сегодня и в ближайшем будущем
Он предназначен для защиты пальцев рук при механической работе от избыточных нагрузок и других повреждений. Это универсальное устройство, которое работает в пассивном режиме, как разновидность высокотехнологичной узкоспециализированной брони. Это было сделано в рамках проекта «Third Arm», который направлен на изучение возможностей применения человеком искусственных частей тела. Они… 0 Роботы Робототехническая компания Jizai Япония разработала необычное носимое роботизированное устройство Arms, чем-то напоминающее роборуки, которые создал персонаж из вселенной «Человека-паука» Доктор Октавиус. Экзоскелет повышает производительность движений своего носителя во время походов и прогулок, позволяя отказаться от употребления энергетиков. С ним люди без специальной… 0 Роботы Стрип-клуб «Sapphire» в Лас-Вегасе нанял на работу экзоскелет-вышибалу Джентльменский клуб «Sapphire» в Лас-Вегасе нанял на работу необычного вышибалу — гигантский экзоскелет «The Bot». Акция разовая, она призвана привлечь внимание к клубу и так весьма известному и позабавить посетителей. В реальности вышибала из этой машины никакой — она слишком большая и неповоротливая. С другой… 1 Сделай Сам Инженер-энтузиаст создал экзоскелет для змей, чтобы они могли ходить на собственных лапах Когда змея пребывает в состоянии зародыша, у нее на короткий период формируются зачатки ног, которые потом исчезают. Это рудиментарный фактор, след эволюционного развития, однако энтузиаст по имени Аллен Пэн посчитал, что это очень обидно и несправедливо для змей со стороны природы.
ЭкзоАтлет — это российский проект мирового масштаба. Реабилитация приводит к повышению толерантности к физическим нагрузкам, увеличению силы мышц, повышению устойчивости при ходьбе, уменьшению спастичности, нормализации артериального давления, улучшению функций желудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы.
Кроме того, очень немногие работодатели в России знают, что инвестиции в охрану труда улучшают имидж работодателя в глазах работников, а, значит, способствуют успешности бизнеса. Это происходит за счет того, что снижается количество несчастных случаев, а значит, меньше штрафов, меньше потерь времени на расследования и связанные с этим простои, меньше судебных расходов по искам, меньше затрат на рекрутмент, поскольку сотрудники реже увольняются, соответственно, меньше потерь при ошибках новых и перегруженных работников, если они замещают уволившихся или тех, кто находится на больничном. Виктор Смольский руководитель отдела охраны труда Группы компаний Ingka ИКЕА в России Экзоскелеты Exorise: «Парадокс экзоскелета в том, что он больше всего нравится тем, кому меньше всего нужен» Наша история началась в 2018 году, в то время у нас была компания в Магнитогорске, где мы занимались различными решениями для металлургического комбината. Однажды на том комбинате мы выявили проблему, связанную как раз с опорно-двигательным аппаратом. Дверевой коксовых батарей — очень сложная и трудоемкая работа, при которой на организм идет повышенная нагрузка. Короткий стаж, высокая текучка кадров — долго на такой должности продержаться сложно. Когда работник закидывает уголь в печь, происходит диагональное скручивание, влияющее на позвоночник работника. Дверевой осуществляет наблюдение за открыванием и закрыванием дверей камер коксования на коксовых батареях и пекококсовых установках, контроль правильности установки двересъемной лебедки, дверей и механизма отвинчивания ригельных болтов.
Мы поняли проблему и стали искать решения, изучали, что есть на рынке, что применяется в мире. Тогда в России были лишь небольшие разработки, но не более, а на мировом рынке — полноценные экзоскелеты. Они частично отвечали требованиям, которые мы прописали для себя, но полностью под наши требования никто не подходил. Для такого типа работ нужна жесткая корсетная часть, которая бы защищала уязвимые части организма, создавая дисциплинирующее воздействие на позвоночник. Такая технология действительно помогает снизить риски получения травм, компенсировать часть веса. Пассивный экзоскелет, то есть экзоскелет без «умных» технологий, прост в эксплуатации и обслуживании, к тому же у него неограниченный срок работы в отличие от скелетов, в которых используется электрика или ИИ. Все, что связано с внешними источниками энергии, хуже работает на морозе, и аккумуляторы сами по себе довольно тяжелые. Мы хотели сделать легкий, удобный и эффективный скелет в первую очередь за счет физических свойств материала, а также сделать его простым и понятным любому работнику. Экзоскелет Exorise сравнивают с американским — SuitX, он тоже является пассивным скелетом, состоящим из различных материалов, в том числе эластомеров и пружин. Экзоскелеты SuitX испытывались на стройплощадках, при погрузочно-разгрузочных работах, на судостроительных и литейных производствах в США и Японии, что позволило выделить типичные операции, при которых требовалось снять нагрузку с тех или иных частей тела.
В 2019 году Exorise создали первый скелет, который соответствовал всем внутренним требованиям компании, после — стали его тестировать, ходили в цеха на производства, запускали в работу, собирали обратную связь от работников. Если было нужно, где-то вносили корректировки и дорабатывали технологию, улучшали дизайн и продолжали тестировать. Что делает экзоскелет? Скелет компенсирует нагрузку и за счет корсетной части создает дисциплинирующее воздействие на позвоночник, таким образом биомеханика рабочего начинает работать по аналогии биомеханики спортсмена. В цехах часто можно наблюдать одну и ту же проблему — привычку работника поднимать вес так, как ему удобно — мышцами спины, то есть неправильно. Это основная и общая для всех проблема, которая со временем приводит к серьезным заболеваниям. Когда человек молодой и здоровый, он не замечает негативных факторов и не думает о последствиях, у него постепенно вырабатывается привычка поднимать вес не ногами, а спиной, а после — привычка начинает доминировать и от нее практически невозможно избавиться. Экзоскелет X-Soft сконструирован таким образом, чтобы нагнуться и поднять вес спиной было неудобно, то есть приблизили работника к биомеханике спортсмена: прямая спина, присед, нагрузка распределяется на ноги. Экзоскелет — это мобильный тренер, который говорит: «Парень, береги спину! Парадокс экзоскелета в том, что он больше всего нравится тем, кому меньше всего нужен.
Если экзоскелет кажется неудобным, значит, он вам точно нужен, потому что ваша спина работает неправильно. X-Soft хорошо фиксирует позвоночник в правильном положении, за счет чего происходит выпрямление осанки, начинают лучше работать мышцы, которые ранее не работали или работали плохо. При правильном положении позвоночника улучшается кровоток и работник в целом чувствует себя лучше. Перспективы развития Адаптация скелетов под конкретную задачу, под конкретные профессии или даже под конкретных работников — то, куда развивается это направление сегодня.
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. Таким образом, пациент сам своим желанием и телом обуславливает процесс движения.
Почти робокопы. Как экзоскелеты помогают в реабилитации инвалидов
Экзоскелет: от фантастики к реальности Информационные материалы и новости категории "Здоровье" Статьи и публикации портала DISLIFE. 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). 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 России экзоскелеты испытывают на горно-металлургическом комбинате «Норильский никель», ими интересуются в добычном дивизионе Росатома — АО «Атомредметзолото», в вертикально интегрированных холдингах черной металлургии, например «Северстали». В случае экзоскелета членистоногих беспозвоночных экзоскелет образован соединением под названием хитин, который представляет собой достаточно твердый полисахарид, обеспечивающий защиту этого вида животных, а в свою очередь.
Экзоскелет для рабочих от Ростеха
О том, что такое экзоскелет, как он работает и чем может быть полезен российским предприятиям, мы поговорили с Виктором Смольским, руководителем отдела по охране труда компании Ingka Centres, и Анатолием Маевским, заместителем коммерческого директора Exorise. Что экзоскелет — это не костюм из будущего, а уже необходимость для любого промышленного предприятия. 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. Киберпротезы, нейроинтерфейсы, экзоскелеты: как развиваются технологии, которые помогают людям, что они могут уже сейчас и что ждет нас в будущем. 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.
Почти робокопы. Как экзоскелеты помогают в реабилитации инвалидов
Конструкция способна, например, уберечь от будущих заболеваний и стать незаменимым помощником на производстве. Корреспондент "Известий" Кирилл Ольков узнал, каким образом. Поделиться Уникальный экзоскелет для реабилитации создали в России Уникальный экзоскелет для реабилитации создали в России Для начала разминка - ходьба на месте, обязательно с правой ноги. Так инструктору проще добиться контакта с пациентом. Стальные механические мышцы послушно сгибаются и дают сигнал, что можно идти. Каждый шаг робота полностью копирует движения здорового человека.
Экзоскелет управляется с помощью смартфона, он же пульт-зарядное устройство из двух батарей. Хватает на восемь часов беспрерывной ходьбы. Разворот на месте происходит по команде инструктора, костюм сам переносит центр тяжести и дает команду мышцам.
Медицинский экзоскелет Hybrid Assistive Limb Экзоскелет Hybrid Assistive Limb предназначен также для стариков, для которых даже поход в магазин за продуктами превратился в сложный и иногда невыполнимый процесс. Как и мышцы в человеческом организме, экзоскелет Hybrid Assistive Limb слушается био-электрических сигналов, исходящих из мозга человека. Медицинский экзоскелет Hybrid Assistive Limb Mobile Suit Япония до сих пор не может оправиться от аварии на атомной станции Фукусима, поставившей весь мир под угрозу радиационной катастрофы.
Страна восходящего солнца ежегодно выделяет миллиарды долларов на ликвидацию последствий этого происшествия. И одним из этапов борьбы с аварией стала разработка экзоскелета Mobile Suit. 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.
Один из способов снизить нагрузку на позвоночник и поясницу — использование экзоскелетов, то есть внешних носимых на теле устройств, повторяющих биомеханику человека. Они компенсируют значительную часть веса и перераспределяют лишнюю нагрузку во время подъема тяжестей или при длительной ходьбе. Экзоскелеты различаются по виду, функциям и влиянию. Одни надеваются на спину и помогают увеличить физическую силу и выносливость, другие — помогают снизить усталость во время бега или вовсе — заново научить человека ходить после перенесенных тяжелых травм и операций. В основном такие носимые на теле скелеты разрабатываются для 3-х сценариев применения: для медицинской реабилитации пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата и нервной системы; при необходимости переносить тяжелые грузы или в тех областях, где человеческий труд не может быть заменен полной автоматизацией или обычными роботизированными системами промышленное производство, логистика, строительство и физически сложная работа ; для более эффективного оказания помощи при возникновении стихийных бедствий или чрезвычайных ситуаций. Consumer Technology Association CES — самое влиятельное технологическое событие в мире, это испытательный полигон для прорывных технологий и новаторов. CES-2023 German Bionic — европейская робототехническая компания, которая создает интеллектуальные силовые костюмы и другие носимые технологии, применяя в своих устройствах самообучающийся искусственный интеллект ИИ. Наши устройства защищают людей, ежедневно выполняющих тяжелую физическую работу, от перегрузок и травм.
Они обеспечивают механическую поддержку при подъеме и переносе больших грузов, используют интеллектуальную систему для оповещения пользователей, например, о случаях неправильного подъема или о том, когда работники должны сделать перерыв и отдохнуть. Армин Г. Шмидт Генеральный директор и соучредитель German Bionic Встроенная электроника экзоскелета подстраивается под различные сценарии использования и под конкретного работника, предупреждает о риске получить травму, если груз слишком много весит, собирает ежедневную статистику и даже рекомендует передохнуть, если работник долго трудился без перерыва. Экзоскелет Cray X внешне напоминает рюкзак, который крепится на спине сотрудника, тем самым облегчая нагрузку на поясницу и бедра во время подъема груза или при длительной ходьбе. Два двигателя, управляемые интеллектуальным программным обеспечением, тянут владельца вверх за плечи, что позволяет перераспределить нагрузку со спины и поясницы. Устройство может компенсировать до 30 кг веса и снизить общую утомляемость работника. Поскольку Cray X плотно прилегает к телу и закреплен на бедрах, он немного ограничивает подвижность владельца. При разгрузке посылок сотрудники находятся в одном помещении, поэтому экзоскелет отлично подойдет для работы подобного рода, но он менее удобен там, где необходимо преодолевать большие расстояния. Бьорн Шель Главный операционный директор DPD Germany Что есть на российском рынке О том, что такое экзоскелет, как он работает и чем может быть полезен российским предприятиям, мы поговорили с Виктором Смольским, руководителем отдела по охране труда компании Ingka Centres, и Анатолием Маевским, заместителем коммерческого директора Exorise. О востребованности на рынке и об опыте пользования Экзоскелеты помогают защитить сотрудников от перегрузок, создавая более безопасные и комфортные условия работы, поэтому на российских предприятиях они, безусловно, будут востребованы.
В 2020 году у компании Ingka Centres был небольшой опыт пользования экзоскелетами — для тестирования была закуплена ограниченная партия сертифицированных на территории России устройств. На тот момент это были механические носимые скелеты с ремнями и без «умных» технологий и использования ИИ. Они помогали работнику соблюдать правильное положение спины при подъеме грузов, искусственно выравнивая тело в правильное положение и снижая нагрузку со спины. Добровольцы в течение нескольких недель использовали экзоскелеты в работе — кто-то остался доволен, кому-то они показались неудобными. При работе в нестандартных положениях тела экзоскелеты порой даже мешали: не позволяли дотянуться до предметов на складе, из-за чего приходилось их отстегивать и выполнять работу без носимых на теле устройств. Про высокую стоимость экзоскелетов и отсутствие конкуренции на российском рынке В настоящее время немногие российские компании повсеместно используют экзоскелеты на своих производственных площадках и складских помещениях. Когда мы пару лет назад покупали подобные силовые костюмы, за каждый отдали около 80 000 рублей — это достаточно высокая стоимость, хотя это был стандартный силовой костюм с ремнями, без «умных» технологий, без датчиков, без аналитической системы. Важно понимать, что не каждая компания готова выделить такие деньги. На российском рынке еще не развита полноценная конкуренция, поскольку экзоскелет можно применять в работе только при наличии сертификата, действующего на территории России, но процесс сертификации не такой быстрый и дешевый, как хотелось бы участникам рынка. Средства индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата.
Экзоскелеты промышленные. Термины и определения». Соответственно, будет упрощен порядок внедрения носимых СИЗ на отечественные производства. Кроме того, высокая стоимость экзоскелетов препятствует их широкому распространению.
По гипсу будем под вакуумом, получится жакет-жилет из пластика. Именно на корсет прикрепляется основная конструкция, которая будет заниматься реабилитационным процессом. Юнус - стройный и мускулистый.
Специалисты говорят, «натура» для работы над слепком удобная. Свою историю предприятие ведет с военного 1942 года - небольшой протезной мастерской, созданной для помощи фронтовикам и мирным жителям Сталинграда. Сейчас благодаря сочетанию медицины и производства здесь оказывают комплексную помощь при заболеваниях опорно-двигательного аппарата. Также сопровождаем пациента на всем процессе, - говорит директор Волгоградского филиала ФГУП «Московское протезно-ортопедическое предприятие» Дмитрий Кривомлин. Как только для Юнуса будет готов фиксирующий корсет, за дело возьмутся специалисты медицинской компании, которые при участии волгоградских ученых внедряют инновационные разработки. Этот экзоскелет, поддерживая руку, обеспечивает невесомость, нейтральную плавучесть. Человек начинает разрабатывать мышцы, ликвидировать проблемы.
Должны восстановиться все функции, и он может вернуться в строй, - пояснил директор медицинской компании Евгений Зозуля. Конечно, Юнусу будет прописан комплекс упражнений, но при использовании экзоскелета в повседневной жизни рука будет в течение дня разрабатываться и сама собой. До изготовления экзопротеза он будет оставаться в Волгограде. С ним - жена и кроха-дочка, дома еще сын, на год постарше.
Какими способностями наделяют людей «умные» экзоскелеты
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. Экзоскелет имеет встроенную батарею, запаса которой хватает примерно на 3 часа для непрерывного поднятия грузов весом до 30 кг. Для армии Источник: YouTube канал FactBox В военной сфере роботизированные носимые комплексы необходимы для повышения мобильности тактических групп и пеших подразделений. С экзоскелетом боец практически не испытывает усталости и не теряет маневренности на поле боя. Помимо своего основного предназначения, экзоскелет в составе амуниции бойца может выполнять функции электрогенератора или каркаса для крепления модулей бронезащиты. В настоящее время российские предприятия работают над прототипами устройств активного и пассивного типов, а некоторые из них уже стоят на вооружении.
Также они смещают нагрузку с рук на ноги, когда рабочему нужно долго держать руки на весу. Самая продвинутая версия, ХО, имеет 24 степени свободы и предупреждающие о препятствиях датчики. Она оснащена удобным интерфейсом управления, который отображает различные уведомления. Режим «Свободные руки» позволяет оператору заблокировать руки костюма с грузом на весу, чтобы одновременно выполнять сложные задачи собственными конечностями.
Экзоскелет Sarcos Robotics Видео: YouTube Многие компании выпускают экзоскелеты, обеспечивающие поддержку рук, так как они лучше всего подходят для выполнения задач, связанных с резкой, сверлением и шлифованием поверхностей. Конструкции поддерживают руки и плечи таким образом, что нагрузка от постоянного удерживания тяжелых инструментов уменьшается. Так, EksoVest Bionics задействовала механизм на пружинах в обеих руках экзоскелета, чтобы человеку было проще удерживать на весу тяжелые предметы. А экзоскелет от компании Levitate Technologies использует систему колесиков с приводами для решения аналогичной задачи.
Он представляет собой пояс с четырьмя приводами, которые крепятся к бедрам. Встроенная технология ИИ анализирует походку в режиме реального времени, регулируя поддержку мышц в различных условиях, включая пологие склоны, неровные каменистые тропы, крутые деревянные лестницы и неровные каменные ступени. Он весит 2 кг и складывается в 6,5-литровый рюкзак. Экзоскелет использует встроенный двигатель мощностью 1 л.
Omega поддерживает девять режимов, включая ходьбу, бег, восхождение и езду на велосипеде. При этом «гиперрежим» дает максимальную производительность по нажатию кнопки. Механизм ИИ также предсказывает следующий шаг путешественника и плавно согласовывает вспомогательные выходные данные, обучаясь и адаптируясь с течением времени для более интуитивной работы. Когда перед совершением движения мозг посылает сигналы через нервы к мышцам, то устройство считывает слабые биоэлектрические импульсы с поверхности кожи с помощью электродов.
Национальная исследовательская лаборатория сухопутных войск США проводила опрос среди разработчиков и эксплуатантов робототехники на предмет того, что же такое «одеваемая робототехника», в ходе которого все респонденты сошлись в следующем: Это носимые робототехнические средства, элементы которых закрепляются непосредственно на человеке-операторе; Это робототехнические средства, которые физически разгружают оператора, обеспечивают ему физическую поддержку, увеличивают его физические способности. Таким образом, экзоскелет — это носимое надеваемое на человека механическое устройство или программно-мехатронный комплекс с элементами антропоморфных структур, конструктивно предназначенный для преумножения физических возможностей человека путём синхронного дублирования и поддержки двигательной активности последнего. Говоря о преумножении физических способностей, мы подразумеваем не только олимпийское «Быстрее! Экзоскелет призван помочь человеку преодолеть некоторые из его существующих физиологических барьеров, объединив таким образом интеллектуальность, творческое начало, адаптивность и обучаемость работника-человека с силой, выносливостью, и точностью работника-робота. В этом разрезе экзоскелет — тоже своеобразная разновидность коллаборативной робототехники. История и эволюция экзоскелетов Прародителем экзоскелета можно считать эластипед. Эластипед— устройство, предназначенное для облегчения ходьбы, бега и прыжков предназначался для военного применения. Автором этого изобретения является русский изобретатель Николай Александрович Ягн 1849 — 1905.
В конце XIX века он разработал и запатентовал несколько модификаций пассивного экзоскелета «Эластипед». Первая попытка разработки силового экзоскелета была предпринята специалистами компании General Electric в начале 60-х годов 20-го века. Проект под названием «Hardiman» был реализован по заказу министерства обороны США. В ходе проекта была разработана двупедипуляторная платформа и манипулятор с электрогидравлической трансмиссией, конструкция которой должна была обеспечивать возможность подъёма груза общей массой до 680 кг. Эластипед Н. Ягна, эскиз Существенным недостатком конструкции экзоскелета являлись возникавшие в процессе функционирования вибрации, ставшие причиной неоднократного опрокидывания устройства во время испытаний.
Пока что от их размера напрямую зависит время автономной работы экзоскелета: чем больше батарея в заплечном ранце оператора, тем дольше он сможет двигаться в своём роботизированном костюме. Конструируя броню Железного человека, Тони Старк из вселенной Marvel прежде всего бился именно с проблемой бесперебойного питания — и нашёл решение, применив холодный ядерный синтез. В реальности современные учёные предпочитают литий-полимерные аккумуляторы — ничего лучше пока не изобрели. Но при решении старых проблем возникают новые. Создание экзоскелета отягощено разнообразными трудностями — и главная из них заключается в синхронизации подсистем: не так-то просто настроить слаженную работу всех программ, обеспечивающих симбиоз механики с человеческим организмом. Предполагается, что, пройдя необходимое обучение и прочие этапы подготовки, оператор сможет управлять экзоскелетом бессознательно, на уровне рефлексов. Успешный прототип должен чутко реагировать на все импульсы, исполняя команды в точности и без задержек. Калибровка датчиков движения, работа с контроллерами, передача экзоскелету сигналов от нервных окончаний — это словно попытка объединить два мира в третий, не нарушив их целостности и научив гармонично сосуществовать. В фильме Нила Бломкампа «Элизиум: Рай не на Земле» 2013 проблему синхронизации решали путём прямого подключения экзоскелета к нервной системе человека — для этого нужна была многоступенчатая и болезненная хирургическая операция. Для реального мира такой вариант чересчур радикален — вместо этого повышают чувствительность кожных сенсоров. Модель Phoenix от итальянской компании MES Другая проблема разработки экзоскелетов — высокая себестоимость итогового продукта. На разработку одного прототипа уходит 5—7 лет, а потоковое производство редко достигает масштабов хотя бы тысячи экземпляров. Покупка экзоскелетов остаётся прерогативой крупных компаний, военных и медицинских учреждений — обычному потребителю такая роскошь не по карману. Как правило, операторы оказываются пользователями, но не владельцами своих роботизированных костюмов. Наконец, ещё одна трудность складывается из предыдущих — и усугубляется традицией государственной тайны: из-за того, что прототипов мало и они редко доступны для изучения, разработчикам из разных уголков планеты приходится снова и снова решать одни и те же проблемы. Мало кому удаётся использовать чужие наработки и применять уже полученный научным сообществом опыт. Курируемые военными проекты в большинстве своём засекречены — возможно, даже о первом в мире экзоскелете мир узнал лишь благодаря его абсолютной практической бесполезности. Но учёные и не думают сдаваться. Помимо применения в военных, космических и медицинских целях, экзоскелеты способны облегчить жизнь представителям самых разных профессий. Например, они пригодятся стоматологам, электрикам, кинооператорам и художникам — то есть всем, кому приходится ежедневно длительное время держать руки на весу. Не говоря уже о спасателях и врачах, от чьей силы и выносливости напрямую зависят человеческие жизни. А в начале 2019 года к ним присоединилась и Toyota, заказав партию экзоскелетов у американской компании Levitate Technologies: эта модель проста в использовании и не ограничивает свободу движений. Систему тросов и пружин используют для облегчения нагрузки при работе с поднятыми над головой руками: активируясь, система работает как противовес, придавая движениям плавность. По словам производителей, у рабочих, опробовавших их модели, стали меньше болеть плечи и спина. Созданием вспомогательных экзоскелетов занялись и в Южной Корее: прототипы предназначены для рабочих на верфи, которым ежедневно приходится поднимать тяжёлые грузы. Спроектированный Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering экзоскелет рассчитан на три часа автономной работы и может поднимать предметы весом до 30 килограммов, позволяя передвигаться в нормальном темпе. Если раньше экзоскелеты разрабатывали для военных и медиков, то подъём грузов — это уже вполне повседневная задача, а если технологию стараются приспособить к быту — тут уже недалеко и до её применения в индустрии развлечений. Подобное расширение специализации, переход от острой необходимости к применению по желанию и постепенное внедрение экзоскелетов в различные отрасли дают надежду на то, что скоро они распространятся и в повседневной жизни.
Экзоскелет
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. Indego предназначен для использования при реабилитации и в бытовых условиях. Характерная особенность Indego - модульная конструкция, позволяющая собрать и подогнать все части экзоскелета под конкретного пользователя непосредственно при надевании. Аккумулятор обеспечивает 4 часа непрервыной работы. Экзоскелет Indego позволяет вставать и садиться, идти вперед, стоять на месте и наклоняться вперед. А вот подниматься и опускаться по лестнице с его помощью не получится. Элементы управления Indego и информация о состоянии системы может выводиться на смартфон. Вес Indego - 12 кг.
Медицинские экзоскелеты Экзоскелеты, применяемые в медицине, могут быть активными и пассивными. По функционалу системы делятся на лечебные и вспомогательные. Лечебные экзоскелеты используют для реабилитации, то есть восстановления утраченных функций организма. Вспомогательные — искусственно восполняют недостающие функции. Фото: hocoma. Фото: robogeek. Система управляется пультом, на котором можно регулировать скорость ходьбы, вид движений спуск, подъем, остановка. Экзоскелеты для использования военными Основная задача тактических экзоскелетов — усиление физических способностей оператора, таких как выносливость и сила, например — способность к длительному передвижению с грузом. Фото: lockheedmartin. Компенсируя усилия при продолжительной ходьбе и преодолении препятствий, системы увеличивают радиус и время автономного действия солдат, расширяют их возможности.
Реабилитация приводит к повышению толерантности к физическим нагрузкам, увеличению силы мышц, повышению устойчивости при ходьбе, уменьшению спастичности, нормализации артериального давления, улучшению функций желудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы. Положительные изменения отмечаются в психологическом статусе пациентов, в частности, уменьшении степени выраженности депрессии.
Пассивные Пассивные экзоскелеты работают без внешнего энергетического источника. Они функционируют на базе рычагов и противовесов, распределяя нагрузку на тело пользователя по заданным параметрам. Фото: Media. В основе обоих видов использована рама, которая поддерживает тело оператора в наклоне вперед или помогает выпрямиться с тяжелым предметом в руках. В системах BNDR рама располагается вдоль торса и таза и поддерживается грудью и верхней частью ног. Системы PLAD распределяют нагрузку между позвоночником, плечевым и тазовым отделами и ступнями. Различные типы экзоскелетов защищают и усиливают 4 основных отдела человеческого тела: ноги, руки, коленные суставы, спину. Каждая система может работать самостоятельно, а может быть элементом большой конструкции. Например, видеооператоры используют пару — пассивный экзоскелет для спины и рук. Фото: tilta.
Студент ИТМО разработал активный экзоскелет, в котором можно без труда поднять до 80 килограммов
Новости. Оснащенные клиники. О том, что такое экзоскелет, как он работает и чем может быть полезен российским предприятиям, мы поговорили с Виктором Смольским, руководителем отдела по охране труда компании Ingka Centres, и Анатолием Маевским, заместителем коммерческого директора Exorise. 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. Рассмотрев особенности экзоскелетов, отметим, что эти технические устройства – не только инструмент для получения сверхсилы, но и последний шанс ходить для парализованный людей. Летать словно птицы, а тяжести поднимать не хуже слона! Эти сверхспособности дарят наши ученые. Разработку промышленных экзоскелетов изучил Андрей Негру. Илья Чех: Экзоскелет, который использовал американский студент, замещает скелетно-мышечную часть нижнего пояса и позволяет человеку имитировать ходьбу.
Инженер в тверской глубинке создает недорогие экзоскелеты, чтобы помочь парализованным людям
Новости. Оснащенные клиники. службой Ростеха. Экзоскелеты подарили возможность двигаться тысячам пациентов. Сегодня среди них ветераны СВО, которые теперь сами участвуют в разработке конструкции. это набор металлических шарниров, соединенных подшипниками между собой. Этот экзоскелет, поддерживая руку, обеспечивает невесомость, нейтральную плавучесть.
Экзоскелеты – доспехи будущего
Roam Robotics - компания, которая разработала костюм, позволяющий смягчить нагрузку на суставы и облегчить движения по откосам. В настоящий момент этот костюм можно брать в аренду, но он пока недоступен для продажи. Дистанционное управление В 2014 году на выставке в Германии было представлено еще одно важное применение экзоскелетов. Лаборатория ESA продемонстрировала экзоскелет, позволяющий дистанционно управлять роботом. Вес экзоскелета — всего 10 кг, при этом он имеет возможность управлять роботом на расстоянии 400 км.
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.
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. Значительным прорывом стал американский экзоскелет HULС «универсальное грузовое средство для человека» , разработанный специально для военной пехоты и прошедший лабораторные испытания в 2010 году. Экзоскелет весит 24 килограмма не учитывая элементы питания и позволяет солдату без особых усилий переносить груз до 91 килограмма, двигаясь по пересечённой местности со скоростью от 11 до 16 километров в час.
Фото: hocoma. Фото: robogeek. Бедренные и коленные суставы сгибаются и разгибаются двумя электродвигателями на каждую ногу. Устройство выдерживает вес пользователя, которому, возможно, всё равно потребуются костыли для сохранения равновесия. На пульте управления расположены кнопки для активации шагов и установки темпа: быстрая ходьба, медленная ходьба, подъем по ступенькам, остановка и т. Экзоскелеты для военных Возможно, в ближайшем будущем мы увидим серийную версию экзоскелета, которая превращает солдата в персонажа из вселенной Marvel. Однако в настоящее время разрабатываются экзоскелеты для военных, которые призваны снизить уровень нагрузки при передвижении на длительные дистанции с высокой нагрузкой. Фото: lockheedmartin. Новый экзоскелет для нижней части тела ONYX продемонстрировал способность повышать мобильность и снижать утомляемость пользователей. Уменьшая усилия при ходьбе и лазании, устройство увеличивает возможности солдат и служб быстрого реагирования в перемещении и переносе оборудования, необходимого для выполнения задач». Экзоскелеты для поднятия тяжестей Источник: germanbionic. Трендом последних лет стала разработка экзоскелетов для поднятия тяжестей.
Но по их довольным глазам и улыбкам видно — шансы высоки. Говорят, мальчик должен будет носить экзоскелет как можно чаще — как дома, так и на прогулках. И в идеале Ванина рука полностью восстановит потерянные двигательные функции. Возможно, для этого понадобится несколько месяцев, однако без "Экзара" Ваня, скорее всего, никогда не смог бы полностью реабилитироваться. Вытащить себя из болота "Экзар-34" — экзоскелет, который разработали волгоградские ученые-медики в 2013 году для пациентов с болезнью верхних конечностей, чтобы те могли двигать руками. Над изобретением около шести лет трудились сотрудники Волгоградского медицинского университета Александр Воробьев и Федор Андрющенко. Позже к ним присоединился кандидат экономических наук Евгений Зозуля, который взял на себя продвижение разработок и организационную часть. Все они уже привыкли и почти не обижаются, когда их разработку ошибочно называют "экзопротезом" или даже "эндоскелетом". Однако на самом деле в случае с "Экзаром" ни о каком протезировании речи не идет. Аппарат создан для абилитации — адаптации, обучения жизни с утраченными двигательными функциями, а также реабилитации — восстановления утраченных функций. Он представляет собой индивидуальный корсет с металлической конструкцией и резинками. Все механизмы работают без батареек, по принципу тяги. В экзоскелете пациент может делать такие движения руками, которые раньше ему были не по силам. В результате при благоприятных прогнозах мозг человека запоминает полученные сигналы и спустя время может воспроизвести их уже самостоятельно. Когда он сам себя из болота за волосы вытащил. А фразу одного из известных основателей физики "Дайте мне точку опоры, и я переверну весь мир" помните? Вот принцип точно такой же. Мы находим точку опоры, переносим ее в определенное место тела человека и при помощи рычагов, пружинок, резинок заставляем вытаскивать его собственную руку из болота". Большая часть работ была посвящена экзоскелетам нижних конечностей. Мы взялись за экзоскелет верхних конечностей и постарались претворить его в жизнь. Это было сложно, но это получилось" — так Александр Воробьев объясняет, почему вместе с коллегами бросил все силы именно на экзоскелет рук. Оба изобретателя уверяют: несмотря на то, что сам по себе термин "экзоскелет" для науки не новый, в настоящее время заменить "Экзар-34" можно, разве что переселив больного в воду или в космос. Сегодня "Экзар-34" помог уже нескольким сотням пациентов с синдромом верхнего вялого пара-монопареза, который вызывается множеством заболеваний.