Что такое экзоскелет В дословном переводе с греческого экзоскелет – это внешний скелет. Автоматическая конструкция, которая восстанавливает утраченные или усиливает имеющиеся функции тела.
Студент ИТМО разработал активный экзоскелет, в котором можно без труда поднять до 80 килограммов
Экзоскелет совершенно спокойно надевается как на форму, так и на бронежилет с разгрузкой. Подгоняется по росту один раз и больше не требует обслуживания и настройки. Не засоряется, не промокает, прощает ошибки», — прокомментировал Сергей Смаглюк в разговоре с журналистами РИА Новости. Вес изделия составляет 7 килограммов. Изготовлен из легких металлов и карбона. Надевается буквально за полторы минуты, отмечает разработчик. Позволяет переносить до 70 килограммов полезной нагрузки и оснащен специальной системой быстрого сброса груза. Дернул за шнурок на правом плече — груз на земле и можно быстро укрыться на местности.
В рамках госпрограммы вооружений до 2027 года российские военные получат несколько сотен комплектов экзоскелета ЭО-01. Рассматривается перспектива оснащения и других ведомств, в том числе и разработка гражданской версии, которая сможет упростить задачи по переноске тяжелых грузов, например, на складах.
Существуют и экзостулья — что-то вроде откидной табуретки, которая всегда с тобой и удобно регулируется по высоте. Помимо пассивных экзоскелетов, существуют и активные — со встроенными моторами. Они не только перераспределяют нагрузку, но и добавляют сил.
Например, совместная разработка корпорации «Ростех» и МГУ для военных. Рядом с коленями установлены моторы, которые помогают бойцу с тяжелым рюкзаком преодолевать неровности и препятствия.
Например, покрытие MODENGY 1066 наносится на регулировочные пластины экзоскелетов, поверхность которых при перемещении в процессе регулирования размера экзоскелета подвергается сильному трению и износу. Применение материала позволило продлить срок службы пластин. Кроме того, важным преимуществом твердой смазки является сухая текстура, нетоксичность и отсутствие испарений.
Используемые ранее смазки пачкали одежду и части тела пользователей, а также оказывали негативное влияние на их здоровье из-за вредных испарений. Для получения энергии активные экзоскелеты оснащаются источниками питания. Многократное повышение силы пользователя активного экзоскелета достигается за счет сервоприводов, а также пневматики и гидравлики. Эти механизмы робота позволяют повысить прилагаемую силу воздействия оператора, а также увеличить выносливость так как от человека требуются минимальные усилия. Для стабильной работы экзоскелета без перекосов и оптимального распределения нагрузки механизм оснащается автоматическими контроллерами.
Механизм робота-экзоскелета пассивного типа основан на базовых законах механики. За счет рычагов и противовесов нагрузка оптимально распределяется между разными частями тела оператора.
Во время ношения экзоскелета люди с тяжелыми заболеваниями двигательного аппарата после перенесенного инсульта, повреждения спинного или головного мозга, могут вновь освоить правильные алгоритмы ходьбы и переноса веса. Это элементарные движения, которые здоровые люди совершают, не задумываясь. Парализованным людям приходится осваивать их заново, костюм помогает им в этом и записывает каждое движение для последующего анализа. Уникальная возможность записи, встроенная в экзоскелет Ekso Bionic, предусмотрена для каждого нового пациента с первой тренировки. Облачение в костюм занимает всего пять минут, так как костюм крепится к обычной одежде. Ekso Bionic имеет несколько встроенных режимов обучения и способен научить своего парализованного владельца ходить правильно с разной скоростью.
Костюм разработан только в 2005 году, и на этом примере легко увидеть, как технологии меняют нашу жизнь. Его дизайн повторяет внешний вид боевых мехов из популярной научной фантастики, таких как вездеход AT-ST из серии фильмов «Звездные войны». К сожалению, стоимость «Ленд уокера» в настоящее время очень высока — экземпляр можно приобрести за 36 млн иен примерно 18 млн рублей , поэтому пройдет еще некоторое время, прежде чем каждый из нас сможет топать в таком костюме на работу. Производительность текущей модели «Ленд уокера» оставляет желать лучшего, но при соответствующем финансировании разработки, такая машина в будущем может пригодиться правоохранительным органам. С его устрашающим внешним видом и, при соответствующем вооружении, боевыми возможностями, «Ленд уокер» сможет остановить преступника на любом гражданском транспортном средстве. ENRYU Большой, управляемый человеком робот, предназначенный для использования в условиях чрезвычайных ситуаций, T-52 Enryu в переводе с японского «T-52 Спасательный дракон» — один из элементов спасательной операции. Высотой 3,45 и шириной 2,4 м, он оборудован семью 6,8-мегапиксельными CCD-видеокамерами и способен поднимать объекты весом до одной тонны с помощью гидравлических манипуляторов. Т-52, пожалуй, — самый совершенный мех для оказания помощи во время стихийных бедствий, проникновения в опасные районы и выдерживания условий, смертельных для человека.
Мех был построен для проведения тяжелых работ в районах бедствия японской компанией TMSUK в партнерстве с Киотским университетом и Национальным научно-исследовательским институтом Японии по пожарам и катастрофам. T-52 может управляться либо пилотом из бронированной кабины, либо дистанционно со специального пульта, при этом оператор получает контекстуальную информацию через несколько ЖК-дисплеев. Машина специализируется на подъеме больших и тяжелых предметов, а это означает, что она может помочь людям, выжившим в землетрясениях и находящимся под обломками зданий. Пока «Спасательный дракон» все еще на стадии разработки, но уже прошел ряд эксплуатационных испытаний и недавно был протестирован в реальных условиях во время катастрофы на АЭС Фукусима-1 в 2011 году, патрулируя область и перенося крупные радиоактивные обломки. Лучшие из оставшихся Kuratas Как исполинская боевая игрушка, мех «Куратас» позволяет своему владельцу кататься в футуристической кабине и стрелять со скоростью 6000 выстрелов в минуту с помощью пары пулеметов Гатлинга. Механические ноги компании Honda Разработка Honda под названием Body Weight Support Assist представляет собой своего рода экзоскелет, который помогает людям, имеющим те или иные повреждения опорно-двигательного аппарата, поддерживать верхнюю часть тела, снимая часть нагрузки с ног. Тяжелый подъемник компании Raytheon Разработанный для переноса больших ящиков, контейнеров и предметов, мех Heavy Lifter предоставляет пилоту высокую степень свободы и ловкости.
Экзоскелеты на службе у человека
Т-52, пожалуй, — самый совершенный мех для оказания помощи во время стихийных бедствий, проникновения в опасные районы и выдерживания условий, смертельных для человека. Мех был построен для проведения тяжелых работ в районах бедствия японской компанией TMSUK в партнерстве с Киотским университетом и Национальным научно-исследовательским институтом Японии по пожарам и катастрофам. T-52 может управляться либо пилотом из бронированной кабины, либо дистанционно со специального пульта, при этом оператор получает контекстуальную информацию через несколько ЖК-дисплеев. Машина специализируется на подъеме больших и тяжелых предметов, а это означает, что она может помочь людям, выжившим в землетрясениях и находящимся под обломками зданий. Пока «Спасательный дракон» все еще на стадии разработки, но уже прошел ряд эксплуатационных испытаний и недавно был протестирован в реальных условиях во время катастрофы на АЭС Фукусима-1 в 2011 году, патрулируя область и перенося крупные радиоактивные обломки. Лучшие из оставшихся Kuratas Как исполинская боевая игрушка, мех «Куратас» позволяет своему владельцу кататься в футуристической кабине и стрелять со скоростью 6000 выстрелов в минуту с помощью пары пулеметов Гатлинга. Механические ноги компании Honda Разработка Honda под названием Body Weight Support Assist представляет собой своего рода экзоскелет, который помогает людям, имеющим те или иные повреждения опорно-двигательного аппарата, поддерживать верхнюю часть тела, снимая часть нагрузки с ног. Тяжелый подъемник компании Raytheon Разработанный для переноса больших ящиков, контейнеров и предметов, мех Heavy Lifter предоставляет пилоту высокую степень свободы и ловкости. Компания Jered Industries разрабатывает Beetle — огромного меха на гусеничном ходу весом 77 тонн. Пилот защищен стальной обшивкой. Компания General Electric разрабатывает первую кибернетическую шагающую машину, пилотируемого меха с гидравлическими руками и ногами.
В лабораториях Массачусетского технологического института разработано маленькое робототехническое насекомое Ghenghis, способное двигаться по пересеченной местности, сохраняя равновесие. Компания Honda представила своего первого человекоподобного робота, P1, который может ходить на двух ногах. В настоящее время этот проект развился в гуманоида «Асимо». Управление перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США DARPA запустило программу разработки экзоскелета, пригодного для использования в военных целях. Выбор остановился на модели Sarcos XOS. Компания Tmsuk и Киотский университет разработали T-52 Enryu — одного из первых спасательных роботов для использования японскими аварийными службами. Японский производитель техники Sakakibara-Kikai разрабатывает первого полноценного двуногого меха. Огромная машина в высоту составляет 3,4 м. Компания Lockheed Martin демонстрирует универсальное транспортировочное устройство для человека HULC — экзоскелет, специально предназначенный для ношения американскими солдатами. Компания Rex Bionics выпускает экзоскелет Rex — устройство, состоящее из пары роботизированных ног, которое может помочь парализованным людям вставать и ходить.
Современные модели благодаря новым материалам куда легче. Экзожилет весит немногим более 4 килограммов и помогает работать на неудобной высоте — от уровня плеч и выше — за счет того, что поддерживает руки с помощью встроенных пневмопружин. По сути, экзоскелет — это внешний каркас, который перераспределяет нагрузку. В случае с жилетом — вес рук и груза давит на опоры, которым не дают опускаться пружины, усилие переходит на каркас, который опирается на более сильную нижнюю часть тела и переносит туда давление груза, освобождая от лишнего напряжения руки, шею и верхнюю часть спины. Преимущества экзоскелетов уже оценили крупнейшие мировые производители машин и самолетов и применяют их на своих заводах.
Работает электромеханическое дополнение к ногам от аккумулятора, с поддержкой быстрой зарядки PD. Автор: Dnsys Источник: www. Управляет механикой двухъядерный процессор с частотой 240 МГц и элементами ИИ. Отслеживается так же пульс пользователя и есть поддержка фирменного мобильного ПО.
Она оснащена встроенной системой нейростимуляции. Техническая новинка работает за счет экзоплаты, четыре привода управляют коленными и тазобедренными суставами, перекат стопы осуществляется с помощью физиологических квадратных пружин. Благодаря этому фактически обездвиженные люди могут стоять и ходить.
Как стать ближе к роботу: представлен экзоскелет Dnsys X1
Летать словно птицы, а тяжести поднимать не хуже слона! Эти сверхспособности дарят наши ученые. Разработку промышленных экзоскелетов изучил Андрей Негру. Российский армейский экзоскелет ЭО-01.02 от компании «ГБ Инжиниринг». Фото © РИА Новости / Илья Питалев. Это погрузочный экзоскелет, с помощью которого человек может поднимать тяжести – 48 килограммов на каждую руку. Уникальную возможность предоставили российские изобретатели, они разработали многофункциональный экзоскелет. Китайская компания Dnsys представила новый интеллектуальный экзоскелет X1, разработанный по образу и подобию аналогов от Hypershell. 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.
Под экипировкой: как новейшие экзоскелеты могут изменить облик российской армии
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. Испытаний с привлечением оператора не проводилось. В итоге исследования были сосредоточены на разработке одного из манипуляторов экзоскелета. Несмотря на то, что разработчикам удалось добиться целевого показателя грузоподъёмности в 750 фунтов 340 кг , масса самого устройства составляла почти три четверти тонны, что более чем в два раза превышало массу поднимаемой полезной нагрузки.
Справа — прототип экзоскелета «Hardiman» В 1970-х годах югославский ученый Миомир Вукобратович создал прототип экзоскелета с пневматическим приводом, который должен был помочь парализованным людям снова встать на ноги. Российские и европейские ученые впоследствии брали за основу проект Вукобратовича при создании своих технологий. Так, в начале 1980-х годов появился экзоскелет для инвалидов из Центрального института травматологии и ортопедии имени Н. Интересно , что известный российский проект ЭкзоАтлет делается учеными, которые как раз изучали проект Вукобратовича в МГУ. Экзоскелет Миомира Вукобратовича Отсутствие компактных и безопасных источников энергии, нехватка эффективных силовых компонентов и средств управления значительно тормозили развитие экзоскелетов. Лишь к середине 2000-х годов идея создания «силового костюма» начала претворятся в жизнь.
Агентство финансировало 50 млн долларов различным участникам в рамках пятилетней программы.
Отслеживается так же пульс пользователя и есть поддержка фирменного мобильного ПО. Тут в отличие от решения от Hypershell , пиковая мощность, добавляемая на ноги 900 Вт или 1,2 л. Масса носимой части от 1,6 до 1,9 кг. А в сложенном состоянии X1 можно сложить в объем шесть литров размеры примерно с лист А4.
Предположительно, боевой костюм будет готов к эксплуатации в 2022 году. На Земле он может применяться как вспомогательное устройство для ходьбы, в космосе — будет универсальным тренажёром, поддерживающим здоровье экипажа во время исследовательских миссий. Экзоскелет весит 26 килограммов а в условиях невесомости — нисколько , крепится на ноги и фиксируется ремнями безопасности на спине и плечах. Если встроить Х1 в скафандр, он значительно облегчит астронавтам выход в открытый космос и спуск на поверхность далёких планет. Но главная особенность Х1 заключается в широком диапазоне его настроек: если другие экзоскелеты создаются для облегчения человеческой жизни, то Х1 при необходимости может её усложнить, заставив оператора прилагать дополнительные усилия при совершении элементарных действий.
В условиях пониженной гравитации Х1 может обеспечить мышечное сопротивление в бёдрах, коленях и лодыжках, имитируя необходимый комплекс общих упражнений. Кроме этого, экзоскелет X1 в режиме реального времени собирает данные о состоянии суставов и мышечной силе пользователя, помогая точнее подобрать необходимую астронавту терапию или корректируя его передвижение в малознакомой среде и оказывая помощь при переноске тяжёлых грузов. Разработка и усовершенствование Х1 активно продолжаются по сей день. Процесс идёт маленькими шагами, но с каждым новым прототипом человечество приближается к цели. Постепенно сдаёт позиции проблема громоздкости: благодаря современным материалам и технологиям, в частности 3D-печати и новым сплавам, детали экзоскелетов стало легче изготавливать, а весят они в итоге меньше. Сложнее всего с источниками энергии. 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.
Конструкция была чрезвычайно объемной, громоздкой и охватывало все тело. Основное назначение Хардимана — помогать пользователю поднимать и переносить большие тяжести. 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.
Как стать ближе к роботу: представлен экзоскелет Dnsys X1
Ожидается, что к 2027 году рынок экзоскелетов будет расти в среднем на 12,5% в среднем на 12,5%. Основными факторами, способствующими росту рынка экзоскелетов, являются растущая распространенность инсульта и гериатрического населения во всем мире. Экзоскелет повторяет биомеханику человека для пропорционального увеличения усилий при движениях. Испытания прототипа на производственных объектах «Воркутауголь» показали, что экзоскелет принимает на себя до 90 % веса грузов массой до 60 кг. Разработка так называемых экзоскелетов движется в двух основных направлениях: создание силовых ассистентов для людей с полноценными моторными функциями и реабилитация пациентов с различными нарушениями опорно-двигательного аппарата.
Новости по ключевому слову "экзоскелет"
| Экзоскелет: от фантастики к реальности — категория "Здоровье" | 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). |
| Мишустину в Норильске показали экзоскелет для рабочих | Мы все иногда мечтаем о суперспособностях, а наши ученые – воплощают мечты! Смотри в новом выпуске о суперкостюме, в котором любой почувствует себя Железны. |
| Экзоскелеты на службе у человека - Investlab | Российский армейский экзоскелет ЭО-01.02 от компании «ГБ Инжиниринг». Фото © РИА Новости / Илья Питалев. |
В России начинается выпуск дешевых промышленных экзоскелетов
Экзоскелет — конструкция с приводами — дает возможность человеку вместо 20 килограмм легко поднять все 40. Представленный экзоскелет для ног X1 от китайской компании Dnsys позволяет увеличить скорость бега пользователя до 26 км/ч (добавляет 0,9 кВт мощности) и добавить 25 км к дальности пешей прогулки по пересеченной местности либо нести еще 38 кг груза. Экзоскелет — это внешнее устройство, которое человек надевает, чтобы снизить нагрузку на организм. Новинка в реабилитации: экзоскелет для инвалида. Как работает экзоскелет и какие возможности он дает человеку. Экзоскелет — это мобильный механизм, который работает при помощи системы электродвигателей, рычагов, гидравлики и других технологических решений.
На ИННОПРОМ показали российский экзоскелет, который поставит инвалидов на ноги
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). Экзоскелет для бега (ходьбы) — это вспомогательное устройство, которое изменяет динамику конечностей и суставов пользователя для уменьшения усталости во время естественной ходьбы и бега. Экзоскелет для инвалидов пассивного типа, для реабилитации остаточных двигательных функций в ногах в Москве Доступные цены +7 (495) 104-30-18.