Тегиэкзоскелет для космонавтов, экзоскелет виды, как экзоскелет усиливает человека, экзоскелет elegs, состав экзоскелета. Усиление) предназначен для разгрузки мышц спины и рук при подъеме, опускании, переносе и удержании грузов массой до 50 кг. Команда разработала тренажерный комплекс для тренировки спастической кисти руки, включающий экзоскелет и управляемый интерфейсом мозг-компьютер (ИМК).
Под экипировкой: как новейшие экзоскелеты могут изменить облик российской армии
Их применяют для решения различных задач. Для реабилитации Российская компания ExoAtlet предлагает медицинские экзоскелеты для реабилитации пациентов с травмами ног, заболеваниями опорно-двигательного аппарата или нервной системы, а также после инсультов. Устройства управляются при помощи кнопок, расположенных на костылях, а также от планшета сопровождающего человека и приводятся в движение благодаря сигналам от силомоментных датчиков и электромиограммы — то есть считыванием электрической активности мышц. Алгоритмы устройства и встроенные приводы повторяют естественную ходьбу человека.
ExoAtlet весит около 20 кг, однако пациент не ощущает этот вес, поскольку движения автоматизированы и поддерживаются самой системой. Экзоскелет стоит около 4 млн руб. В рамках программы ExoRehabilitation устройства поставили в десятки российских клиник, а также в учреждения Турции, Казахстана и Португалии.
С помощью них смогли восстановиться более 8 тыс. Международное подразделение компании уже предлагает версию ExoAtlet II с индивидуальными настройками. Так, она позволяет регулировать движения бедер и выворот стопы при ходьбе.
Реабилитация пациентки с ДЦП Видео: YouTube Экзоскелеты также позволяют облегчить повседневную жизнь пациентам с тяжелыми заболеваниями. Они весят около 30 кг и выдерживают вес до 100 кг. С их помощью можно преодолевать препятствия, например ступеньки.
В комплекте с WalkOn идет рюкзак, в котором находится аппаратура для отслеживания положения тела в пространстве и управления приводами. Он оснащен сенсорной панелью, которая позволяет индивидуально настраивать параметры ходьбы. WalkOn Suit Фото: angel-robotics.
На выбор несколько цветов. Отправка заказчикам планируется на середину лета этого года. Видео презентация экзоскелета от Dnsys:.
Международный стандарт ISO 13482:2014 en Robots and robotic devices — Safety requirements for personal care robots относит экзоскелеты к категории роботов-помощников, закрепляемых на теле человека во время использования, которые в более широкой трактовке чаще именуются одеваемыми роботами.
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.
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. Управление ведётся через пульт в руке. Военные экзоскелеты Министерства обороны и военно-исследовательские институты разных стран ещё с прошлого века пытаются разработать лёгкую, простую и прочную систему для солдат. Схожие проекты ведутся в Китае, Японии, Израиле, европейских странах. XOS 2 Один из самых известных экзоскелетов для армии. Его задача — увеличение физических способностей солдата. Броня в снаряжение не включена. Костюм помогает в логистике и штурмах. Он прибавляет сил, достаточных для переноса больших тяжестей, разрушения деревянных брусов и кирпичных стен. Talos Это комплексный костюм. У него есть функции брони и системы, увеличивающей силу. Он помогает вести бой со снаряжением до 45 кг. Костюм отслеживает жизненные показатели и даже останавливает кровотечение. Состав и конкретные характеристики оборудования обычно не публикуются — Talos показывают на тематических выставках с общей презентацией. ExoHiker Этот скелет не позиционируется как армейский, но интересен для военных. Его задача — облегчить перенос тяжёлых рюкзаков во время похода.
На «Армии-2021» представлен российский боевой экзоскелет
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. Конструкция рассчитана на пользователей с ростом от 1 м 55 см до 1 м 91 см и массой тела до 113 кг. Цена - от 4,5 млн. ЭкзоАтлет Это единственная на сегодняшний день отечественная модель экзоскелета, которая производится серийно и уже поступает в лечебные учреждения и реабилитационные центры России. ЭкзоАтлет разработан в инновационном центре «Сколково».
Вес изделия версии V2. Гидроцилиндры рассчитаны минимум на 250 тыс. Температура окружающей среды в процессе эксплуатации должна быть выше нуля. Применяемые экзоскелеты используются для увеличения силы солдат; также, роботизированные опоры для ног способны помочь парализованным людям ходить, могут использоваться работниками атомных электростанций и сотрудниками МЧС в случае стихийных бедствий. Костюмы ActiveLink разработаны таким образом, что пользователи могут закрепить их и начать работать за 30 секунд или меньше. Приведенные в действие экзоскелеты для реабилитации или других медицинских применений часто используют датчики электрической активности мышцы, которые требуют времени для калибровки. Экзоскелет компании Nuytco Research Ltd[ править править код ] Твёрдый костюм позволяет дайверам погружаться под воду на глубину 1000 футов. Экзоскелет сделан из алюминиевого сплава A536. Вес — от 225 килограмм. Максимальное время погружения — 50 часов. RL Mark VI позволит спускаться с высоты до 62 миль 100 км над земной поверхностью на самом краю космоса и приземляться вертикально с использованием гироскопических ботинок вместо парашюта. Этот костюм повысит безопасность и производительность на пилотируемых космических полетах, обеспечит средства для выхода из возможных катастрофических аварий и расширит возможности космического туризма и научных исследований. Российский экзоскелет эндохирурга[ править править код ] В 2019 году волгоградские врачи Александр Воробьёв и Фёдор Андрющенко представили первый экзоскелет хирурга, призванный облегчить выполнение многочасовых эндоскопических операций путём снижения нагрузки с позвоночника и рук хирурга. В литературе и комиксах[ править править код ] Одно из первых и самых известных [28] изображений боевого экзоскелета в научной фантастике представлено в романе Роберта Хайнлайна « Звёздный десант » 1959. Герои романа применяют бронированные боевые скафандры с интегрированными экзоскелетами, позволяющими бегать, прыгать на большую высоту при помощи встроенных ракетных двигателей, оснащенные разнообразным вооружением и оборудованием. Образ, созданный Хайнлайном, заложил основу представлений о силовой броне в фантастике и повлиял на многие последующие произведения; он упоминается как источник вдохновения создателей Warhammer, StarCraft и многих других вселенных. Чуть более раннее представление концепции брони с экзоскелетом содержится в романе «Том Свифт и его реактивный морпех» Tom Swift and His Jet Marine из многоавторской серии « Том Свифт », опубликованном в 1954 году. В комиксах серии « Железный человек » издательства Marvel и их экранизациях рассказывается, как главный герой, Тони Старк, создал серию экзоскелетов, способных летать и оснащённых разнообразным вооружением и приспособлениями. Одна из самых известных сцен, связанных с экзоскелетами [28] , показана в фильме « Чужие », где главная героиня Эллен Рипли в финальном бою против матки Чужих использует погрузчик-экзоскелет. В фильме « Грань будущего » все бойцы ведут боевые действия в экзоскелетах.
Принимая во внимание то, как устроен экзоскелет от Дженерал Электрик примерно в тоже время 60-70-е года 20 века были разработаны экзоскелеты медицинского назначения: в институте Михайло Пупина в Сербии и в Университете Висконсин-Мэдисон в США. Однако в серийное производство технология была запущена только в начале двухтысячных и одной из первых моделей, помогающей восстанавливать двигательные функции человека был Lokomat. Какие бывают? Чтобы обеспечить удовлетворение потребностей в различных областях инженерами были созданы несколько типов экзоскелетов. 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.
Американским учёным удалось создать «мягкий» экзоскелет, который возвращает пациентам с болезнью Паркинсона возможность уверенно ходить пешком без посторонней помощи. Paulson School of Engineering and Applied Sciences К нарушениям функций опорно-двигательной системы человека приводят самые разные заболевания, но в случае с болезнью Паркинсона основной проблемой являются периодические застывания на месте при ходьбе, которым предшествует сокращение амплитуды движения конечностей. В результате таких замираний человек может потерять равновесие и упасть, по этой причине пациентам с болезнью Паркинсона сложно передвигаться самостоятельно, особенно на открытых пространствах с множеством отвлекающих факторов. Как сообщает TechCrunch , команде учёных из университетов Гарварда и Бостона удалось создать «мягкий» экзоскелет, который при помощи системы датчиков адаптируется к особенностям походки конкретного человека, и при помощи закреплённых на ногах исполнительных механизмов ненавязчиво придаёт им импульс движения в нужный момент, исключая характерные замирания почти полностью. В ходе испытаний экзоскелета с участием 73-летнего мужчины, страдающего болезнью Паркинсона, было установлено, что без особой тренировки он научился ходить внутри помещений с высокой скоростью и без замираний, а на открытых пространствах характерные застывания на месте случались гораздо реже.
Экзоскелеты, или Чем могут помочь гости из будущего?
| На «Армии-2021» представлен российский боевой экзоскелет | По сути, экзоскелет — это внешний каркас, который перераспределяет нагрузку. |
| Что такое экзоскелет | Экзоскелет ЭкзоАтлет доступен для индивидуального пользования дома, на работе или для других ежедневных задач. |
| Экзоскелет: назначение, принцип работы и разновидности | 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. |
| Волгоградские ученые изготовят экзоскелет для участника спецоперации | первые российские промышленные экзоскелеты, успешно применяемые на крупнейших предприятиях Exorise - это доказанная эффективность решений и уникальные запатентованные технологии. |
«Мы даем парализованным людям возможность ходить»
ЭкзоМех это открытый проект разрабатывающий различные бионические устройства, такие как экзоскелеты, протезы, нейроприводы и другие механизмы, расширяющие, усиливающие или изменяющие возможности человека. Экзоскелет – это удобный механизм, который может быть применим в самых разных областях. Применение экзоскелета позволяет снизить нагрузку на опорно-двигательный аппарат в среднем на 50%, перенося вес груза через внешний каркас в опорную площадку стопы экзоскелета.
Почти робокопы. Как экзоскелеты помогают в реабилитации инвалидов
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.
Грудная часть экзоскелета X-Soft не подходит женщинам, поскольку сдавливает молочные железы. Чтобы решить эту проблему, необходимо снизить жесткость корсетной части, таким образом был разработан X-Soft lady — скелет Exorise, предназначенный специально для девушек. Экзоскелет X-Rise был разработан для работы с поднятыми над головой руками, например, на конвейерной сборке.
X-Rise — это пассивный экзоскелет для верхней части тела, который поднимает и поддерживает руки работника, снимая нагрузку с плеч и перенося вес на бедра. Колени также страдают от перегрузок и являются проблемной зоной многих работников. Чтобы обеспечить хорошую механическую защиту колена, голени, бедра, помочь человеку разогнуться и снизить усталость, когда он долго работает на корточках, был разработан скелет X-Jump.
Идет движение в сторону разработки активных скелетов — это вычислительные процессы для управления, аналитическая платформа внутри скелета, персонализация.
Это устройства, которые имеют все контроллеры и датчики активного экзоскелета, но используют FES функциональная электрическая стимуляция мышц в качестве активатора. Самыми распространенными моделями экзоскелетов, которые сегодня можно встретить на предприятиях, считаются активные и пассивные. Разберемся, чем они отличаются друг от друга. Активные и пассивные экзоскелеты: в чем разница? Активные тяжелые экзоскелеты — это механизмы, оснащенные электроприводами. Экзоскелеты с автономным источником питания отличаются высокой мобильностью, поэтому их используют военные, где от выносливости и грузоподъёмности солдата зависит его эффективность на поле боя. Это активный экзо-костюм, который позволяет солдату быстро перемещаться с грузом по пересеченной местности. Также подобные модели применяются в реабилитационной медицине, поскольку позволяют человеку компенсировать утраченные двигательные функции.
Что же касается промышленности, то здесь активные экзоскелеты помогают значительно увеличить силу человека, что, безусловно, важно при поднятии и переносе тяжелых грузов. Стоимость активных экзоскелетов высока: в среднем цена подобных устройств может доходить до 10-15 млн. Поэтому не каждое предприятие способно их приобрести, и на большинстве производств сегодня можно встретить наиболее распространенные и доступные по цене пассивные экзоскелеты Источник фотографии: spectrum. Пассивный экзоскелет — это внешнее механическое устройство без активных частей, сервоприводов, пневматики гидравлики или электрики, которое служит для перераспределения нагрузки, поддержки мышц и защиты опорно-двигательного аппарата человека. Это легкая конструкция, которая может применяться на всех видах производств, расширяя физические возможности оператора и защищая его от травм спины. Устройства этой торговой марки учитывают антропометрические и биомеханические данные человека и позволяют разгружать мышцы спины, рук и ног работника, снижать вероятность травм и развития профессиональных заболеваний. Все модели прошли испытания в российских компаниях из списка ТОП-30. Сегодня пассивные экзоскелеты EXORISE используются на более чем 50 предприятиях разных отраслей промышленности: металлургия, нефтегазовая отрасль, машиностроение, строительство, МЧС, складское хозяйство, погрузочно-разгрузочные работы и др. В линейке представлены мужская и женская модели.
Применение: металлургия, машиностроение, нефтегазовая отрасль, строительство, МЧС. Экзоскелет X-RISE Устройство, предназначенное для верхней части тела, поднимает и поддерживает руки работника, снимая нагрузку с плеч и перенося вес на бедра. Применение: машиностроение, конвейерное и сборочное производство, ремонтные работы, складское и жилищно-коммунальное хозяйства. Снимает нагрузку с опорно-двигательного аппарата, перераспределяя вес через конструкцию экзоскелета ног. Применение: металлургия, нефтегазовый комплекс, машиностроение, судостроение, ремонтные работы. Факты «На замену электродвигателя весом 36 кг у обладателя экзоскелета в процессе испытаний уходит 5 мин 18 с. Три работника без экзоскелетов справляются с этой задачей ненамного быстрее — за 4 минуты 48 секунд». Как правильно подобрать экзоскелет? Как же правильно выбрать подходящую модель экзоскелета?
По данным Всемирной организации здравоохранения ВОЗ , нарушения опорно-двигательного аппарата затрагивают около 1,71 миллиарда человек и являются ведущим фактором инвалидности во всем мире, крайне негативно сказываются на функциональных возможностях работников, ограничивают подвижность и приводят к раннему прекращению трудовой деятельности. Боль в пояснице — одна из главных причин снижения трудоспособности. Опорно-двигательный аппарат ОДА — это скелет, мышцы, сухожилия, связки — все, что позволяет телу совершать движения, при этом подъем больших грузов создает значительную дополнительную нагрузку на ОДА и может привести к сильным, иногда непоправимым проблемам со здоровьем. По данным Министерства здравоохранения Российской Федерации, число зарегистрированных заболеваний костно-мышечной системы и соединительной ткани за 2021 год — 17 667 685 человек, из них в возрасте: 0-14 лет — 1 981 367 детей; 15-17 лет — 749 675 подростков; 18 лет и более — 14 936 643 взрослых. В 2021 году более 600 000 россиян имели нарушения опорно-двигательного аппарата, около 160 000 — ежегодно нуждаются в изготовлении протезов. Численность пострадавших при несчастных случаях на производстве за 2021 год — свыше 21 000 человек, травмировались — 12 192, а болезни костно-мышечной системы и соединительной ткани зафиксированы у 3 894 человек, что на 231 человека больше, чем в 2020 году. В то же самое время экспоненциально растет количество материальных средств, направленных на мероприятия по охране труда, и продолжают развиваться технологии, защищающие человека от производственных аварий, перегрузок и недееспособности. Израсходовано средств на мероприятия по охране труда в расчете на 1 работающего, руб.
Экзоскелеты — зачем они нужны и как работают Экзоскелеты могут служить нескольким целям, но в основном они решают конкретные проблемы, связанные с физическими ограничениями человеческого организма — нехватка силы при подъеме тяжелых или крупногабаритных грузов, переутомляемость работников, неправильное распределение нагрузки на ОДА, реабилитация пострадавших после травм или предотвращение несчастных случаев. В американском научно-фантастическом фильме 1984 года режиссера Джеймса Кэмерона «Терминатор» англ. The Terminator впервые образ слияния человека и машины был показан на широкую публику. И если Джеймса Кэмерона волновал в первую очередь вопрос захвата и порабощения человеческой цивилизации, то специалиста по охране труда волнует другое: как использование внешних носимых конструкций может помочь работнику более безопасно и эффективно выполнять свою работу? 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.
Сильнее, выше, быстрее. Топ-10 экзоскелетов 23 сентября 2015 в 8:00 Автор: Ян Альшевский. Фото: cyberneticzoo.
Экзоскелет — это, прежде всего, внешний тип скелета у некоторых беспозвоночных животных. Однако сейчас в голове у людей это слово вызывает скорее образ не краба, а персонажа из какого-нибудь фантастического фильма. Первый аналог экзоскелета как механизма был предложен русским изобретателем Николасом Ягиным в документе он упоминается как «подданный Российской империи Николас Ягн» еще в 1890 году.
По крайней мере, именно тогда он получил соответствующий патент на «аппарат для облегчения ходьбы». Устройство позволяло быстрее бегать, выше прыгать и меньше уставать. В «экзоскелете» Ягина не было активных усилителей, а для увеличения тяги применялся газ.
Кстати, его современным аналогом можно назвать так называемые «джамперы». Спустя примерно 70 лет появился первый экзоскелет в его нынешнем понимании. Конструкцию разработали совместными усилиями компания General Electric и американские военные.
Модель Hardiman не отличалась изящным внешним видом: это был массивный и тяжелый механизм, способный поднимать огромный вес. Технические сложности не позволили развить проект, который был закрыт еще до испытаний с участием человека: отдельные компоненты работали, а вот в виде собранного экзоскелета он представлял угрозу для испытателя. Идея создания подобных устройств продолжала будоражить умы ученых и инженеров, но долгое время ничего путного и практичного они выпустить не могли.
Наиболее интересные экземпляры до последнего времени можно было наблюдать лишь в фантастических фильмах. В первую часть нашего топа экзоскелетов и экзокостюмов включены именно они. Фантастика, да и только 1.
Caterpillar P-5000 Power Loader из фильма «Чужие» 1986 года. Он задумывался как механизм с четырьмя конечностями, однако после выхода картины «Звездные войны: Эпизод 5 — Империя наносит ответный удар» Джеймс Кэмерон посчитал его слишком похожим на шагающих AT-AT. Mitsubishi MK-6 Amplified Mobility Platform P-5000 — эдакий работяга, способный увеличивать силу человека в тысячи раз и поднимать груз до четырех тонн.
В качестве источника питания применялась водородная батарея, имелось три двигателя для приведения в действие подъемника и нижних конечностей. Даже сегодня такой механизм, придуманный десятилетия назад, в случае его появления стал бы отличным помощником человеку на предприятиях. Да и конструкция его, как и возможности, не выглядит столь уж фантастической.
Экзоскелет для инвалидов
ExoAtlet ЭкзоАтлет - моторизированный экзоскелетный костюм костюм экзоскелет , обеспечивающий прямохождение людям, страдающим параличом нижних конечностей. Экзоскелет ЭкзоАтлет доступен для индивидуального пользования дома, на работе или для других ежедневных задач. Данный экзоскелет предназначен для пициентов: с последствиями инсульта рассеяным склерозом ДЦП Используемый в современной медицине экзоскелет для неходячих предназначен для реабилитации людей с ограниченными физическими возможностями в результате перенесенных травм спинного мозга и неудачных операций на позвоночнике. Медицинские экзоскелеты это большой шаг в медицине и науке. Купить экзоскелет недорого сегодня есть такая возможность! Представляем вам обзор экзоскелета ExoAtlet российского производства. Экзоскелеты могут применяться в рамках программы реабилитации, как в самих реабилитационных центрах, так и в домашних условиях при соответствующем медицинском контроле. Вниманию реабилитационных центров и медицинских клиник с реабилитационными отделениями!
C 1 января 2021 года в Стандарты оснащения включены Экзоскелеты для реабилитации пациентов, реабилитационные центры и отделения реабилитации в обязательном порядке должны быть дооснащены экзоскелетами! Вниманию пациентов, которые хотели бы использовать экзоскелет в личных целях в домашних условиях! Возможность использования экзоскелета для каждого пациента определяется в индивидуальном порядке, с учетом истории заболевания и текущего состояния.
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.
Он подходит для маломобильных людей, но неудобен из-за больших габаритов. Поэтому основной упор сделан на работу в промышленности. Там, где приходится поднимать до 60 кг. Chairless Chair Этот экзостул для тех, кто работает на ногах. Он снимает напряжение в мышцах, когда нужно долго находиться в полуприседе, сидеть на корточках или стоять. Удобно для работы в цеху, на упаковочной линии, кухне, парикмахерской. Аппарат гибкий и подвижный. Exosuit Разработка для водолазов, которая помогает выдержать давление воды и низкую температуру на глубине 300 метров. По сути, это усиленный водолазный костюм весом в 240 кг с четырьмя двигателями. MS-02 PowerLoader Роботизированный костюм для многих задач. Разработчики предлагают использовать его в спасательных операциях, где нужно поднимать объекты массой до 100 кг. В системе есть несколько манипуляторов, а в подошвах «ног» расположены датчики. Они анализируют нагрузку на человека в шести векторах и рассчитывают, сколько машинных усилий нужно приложить для помощи. Конструкция дублирует опорно-двигательный аппарат, убирая с него часть нагрузки. Она постоянно висит на человеке в деактивированном состоянии, но автоматически распознаёт момент начала работы и включается. Он закрепляется на плечах, бёдрах и пояснице. Основная задача — убирать нагрузку с позвоночника и мышц спины во время переноса тяжестей. Российские экзоскелеты ЭкзоАтлет Российская разработка для реабилитации пациентов с проблемами ног и спинного мозга. Один из пилотов и амбассадоров ЭкзоАтлета — параолимпийский чемпион по кёрлингу на колясках Виталий Данилов. Экзоскелет Стоханов Промышленный экзокостюм от разработчиков из Перми. По расчётам, он увеличивает производительность труда в машиностроительной, строительной и аварийно-спасательной работах в 2-5 раз. ExoBelt Пассивный экзоскелет от компании «ЭкзоАтлант». Проект пока в стадии разработки. Первым партнёром компании станет «Сбербанк».
Эксперты подчеркивают, что на данный момент разработки экзоскелетов находятся в начальной стадии, предстоит еще много работы для их усовершенствования. На рынок выходит лишь незначительная часть разработок. Однако уже сейчас экзоскелеты применяются во многих сферах и имеют потенциал для еще более широкого применения. Ниже мы расскажем о применении экзоскелетов подробнее. Промышленность Многие профессии являются тяжелыми для человеческого тела, особенно в области промышленного производства, логистики и сельского хозяйства. Экзоскелеты могут играть очень важную роль в этой области, предотвращая перегрузку, снижая боль и устраняя проблемы со здоровьем. По мнению экспертов, вопросы здравоохранения и потери работоспособности являются основными причинами использования экзоскелетов в промышленности. Потерю работоспособности сложнее оценивать, однако и она добавляет расходов. По оценке британского научно-исследовательского института Work Foundation, 44 млн европейцев, то есть почти четверть всей рабочей силы, страдают от той или иной формы скелетно-мышечных нарушений. Несомненно, эти проблемы помогает решить использование экзоскелетов. Увидев хорошую возможность, швейцарский стартап Noonee начал исследования по улучшению условий работы с помощью системы Chairless Chair. Разработка представляет собой сидячий экзоскелет для людей, которые работают на линии производства. Экзоскелет надевается на ноги, предоставляя свободу передвижения, но все же поддерживая тело достаточно, чтобы избежать повторяющейся нагрузки и проблем со здоровьем, связанных с таким типом работы. В 2013 году экзоскелет испытали с помощью немецкого автопроизводителя Audi. 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.
В США создан экзоскелет, позволяющий пациентам с болезнью Паркинсона стабильно передвигаться пешком
Российский армейский экзоскелет ЭО-01.02 от компании «ГБ Инжиниринг». Фото © РИА Новости / Илья Питалев. Ведущие страны занимаются разработкой экзоскелетов для включения в перспективные боевые экипировки. Широкий выбор экзоскелетов для любой сферы бизнеса и индивидуального применения. Уникальную возможность предоставили российские изобретатели, они разработали многофункциональный экзоскелет. На ИННОПРОМ-2023 представлена уникальная российская модель экзоскелета для реабилитации людей с ограниченными возможностями, конкретно — с нарушением функций ходьбы.
Железные мышцы: уникальный медицинский экзоскелет создали в России / РЕН Новости
| Встать на ноги: как экзоскелеты заново учат ходить | Новости. Оснащенные клиники. |
| Под экипировкой: как новейшие экзоскелеты могут изменить облик российской армии | Уже в этом году в российские вооруженные силы начнет поступать первый серийный экзоскелет ЭО-01.02 производства компании «ГБ Инжиниринг». |
| Что такое экзоскелет | 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. |
Экзоскелет для рабочих от Ростеха
Управляется с помощью джойстика и кнопок управления. Довольно прост и удобен в управлении. Надевается 5-10 минут. Вес - 38 кг. Рассчитан пользователей с ростом от 1 м 42 см до 1 м 93 см и массой тела до 100 кг. Цена - от 8 млн. Ekso GT Производится американской компанией Ekso Bionics, которая разрабатывает и производит интеллектуальные экзоскелеты различного назначения, в т. Ekso Bionics применяется для реабилитации пациентов с заболеваниями и травмами спинного мозга, поражениями опорно-двигательной системы, нейромышечными заболеваниями.
Конструкция позволяет удерживать тело пациента в вертикальном положении, таким образом, он работает только со своим весом. Оснащен системой стабилизации и поддержки голеностопного сустава. 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.
Какими способностями наделяют людей «умные» экзоскелеты Фото: Shutterstock Экзоскелеты не только дают человеку силу и выносливость, но и буквально помогают встать на ноги. Растущий спрос на экзоскелеты объясняется несколькими факторами. Первый и основной фактор — рост числа пожилого населения в мире. Второй фактор — увеличившееся количество инсультов во всем мире. В настоящее время каждый четвертый человек рискует перенести его в течение жизни. Экзоскелеты уже используют при реабилитации людей с двигательными нарушениями после перенесенного инсульта. Основатель Microsoft Билл Гейтс уверен , что эти устройства могут изменить жизнь людей с ограниченными возможностями здоровья, позволяя им выполнять основные задачи, такие как еда, питье и даже письмо. Наконец, рынок экзоскелетов будет расти за счет инноваций. Уже появляются первые решения, которые работают с использованием технологий ИИ. Такие экзоскелеты позволят качественно улучшить жизнь пользователя, предупреждая развитие болезней опорно-двигательного аппарата, повышая выносливость и даже давая «суперспособности». Индустрия 4. Экзоскелеты предназначены для восполнения утраченных функций человека, а также для увеличения силы мышц и расширения амплитуды движений. Технологи рассчитали, что экзокостюм поможет человеку поднимать груз весом около 110 кг, но в реальных тестах новаторская разработка себя не оправдала. Когда систему приводили в действие, она выполняла хаотичные движения. 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.
Или только потом рассказал, что у тебя есть свой экзоскелет в шкафу? В ИТМО проект заметили и пригласили меня, в итоге это и определило мой выбор. Поэтому я начал проектировать новый вариант, освоил 3D-моделирование. У следующего прототипа уже можно было менять размер, подгонять его под определенного человека, были добавлены дополнительные оси вращения в спине, тазовой части, плечах. Костюм уже не сковывал человека, но по-прежнему был тяжелым из-за использования стального каркаса. Третий вариант весил под 100 килограммов. За счет уменьшения габаритов и использования композитов мне удалось снизить вес почти наполовину. NEWS — Из чего сейчас состоит конструкция? Держатели и закрывающие элементы выполнены из латуни, АБС-пластика и стеклопластика. Раньше все формы печатались на 3D-принтере, затем сверху вручную наматывался углепластик и все это обрабатывалось бурмашиной. Новую модель мы планируем сделать с помощью литья. Создадим силиконовую форму, а в нее зальем двухкомпонентный пластик, армированный углеволокном. Что ощущаешь, поднимая, например, 20-литровую канистру с водой? Именно по ним вычисляется скорость и направление движения привода. Костюм не оказывает никакого сопротивления, он двигает приводы в ту же сторону, откуда идет сигнал от датчиков. Сигнал обрабатывается и открывает-закрывает клапаны, идущие к приводам экзокостюма. Затем, когда человек берет груз, изменяется вектор движения. Соответственно, костюм это «понимает» и старается компенсировать прикладываемое усилие.
Разработка представляет собой сидячий экзоскелет для людей, которые работают на линии производства. Экзоскелет надевается на ноги, предоставляя свободу передвижения, но все же поддерживая тело достаточно, чтобы избежать повторяющейся нагрузки и проблем со здоровьем, связанных с таким типом работы. В 2013 году экзоскелет испытали с помощью немецкого автопроизводителя Audi. 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.
6 применений экзоскелетов сегодня и в ближайшем будущем
| Экзоскелет: назначение, принцип работы и разновидности | Что такое экзоскелет? |
| «Мы даем парализованным людям возможность ходить» | Когда мы слышим слово экзоскелет перед глазами неизменно встаёт образ Роберта Дауни Мл., облачённого в пурпурно-золотую броню Железного человека, взмывающего в облака и разбрасывающего врагов человечества направо и налево. |
| Почти робокопы. Как экзоскелеты помогают в реабилитации инвалидов | Российский армейский экзоскелет ЭО-01.02 от компании «ГБ Инжиниринг». Фото © РИА Новости / Илья Питалев. |
| В этом году российские военные получат первый серийный армейский экзоскелет | С экзоскелетом больной получает возможность вставать, садиться, ходить, подниматься и спускаться по лестницам без посторонней помощи. |
Экзоскелеты на службе у человека
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. Новости. Оснащенные клиники. ЭкзоМех это открытый проект разрабатывающий различные бионические устройства, такие как экзоскелеты, протезы, нейроприводы и другие механизмы, расширяющие, усиливающие или изменяющие возможности человека. Гидравлический экзоскелет HULC помогает солдатам выдерживать сверхчеловеческие нагрузки, позволяя нести до 90 кг груза по пересеченной местности в течение нескольких часов без перерыва, сохраняя при этом максимальную мобильность. Экзоскелет – это устройство, которое используется для снижения нагрузки на опорно-двигательную систему человека и для минимизации рисков получения травм в процессе выполнения человеком сложных физических действий. Экзоскелет ЭкзоАтлет доступен для индивидуального пользования дома, на работе или для других ежедневных задач.
Инженер в тверской глубинке создает недорогие экзоскелеты, чтобы помочь парализованным людям
Сообщается, что экзоскелеты для медицинских работников, выполняющих длительные операции, являются настоящим спасением, учитывая огромную нагрузку на опорно-двигательную систему при длительном стоянии. Это погрузочный экзоскелет, с помощью которого человек может поднимать тяжести – 48 килограммов на каждую руку. В видеоролике рассказывается о механике восстановления с помощью экзоскелетов, биомеханике движения, как это происходит и почему вообще это возможно, что такое пассивный и активный экзоскелет, как они устроены. Специалисты спроектировали экзоскелет, который позволяет человеку развивать высокую скорость, прикладывая минимум усилий. На ИННОПРОМ-2023 представлена уникальная российская модель экзоскелета для реабилитации людей с ограниченными возможностями, конкретно — с нарушением функций ходьбы. Новинка в реабилитации: экзоскелет для инвалида. Как работает экзоскелет и какие возможности он дает человеку.
Как стать ближе к роботу: представлен экзоскелет Dnsys X1
Широкий выбор экзоскелетов для любой сферы бизнеса и индивидуального применения. Экзоскелет (в переводе с латыни «внешний скелет») – техническое устройство, которое способно увеличивать физические способности человека благодаря каркасу. 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. Что такое экзоскелет? 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.